extensiÓn latacunga departamento de elÉctrica y...
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EXTENSIÓN LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA
“DIMENSIONAMIENTO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED
INALÁMBRICA CON ESTÁNDAR 802.11 PARA EL CASINO DE
VOLUNTARIOS DE LA 13 BI “PICHINCHA”.
Monografía presentada como requisito previo a la obtención
del Título:
TECNÓLOGO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES.
CBOS. ELEC. HURTADO LOZADA DIEGO DANILO
CBOS. ELEC. GUILCAPI DUCHI LUIS ALFONSO
Latacunga-Ecuador
FEBRERO 2014
ii
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE
EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
DECLARACIÓN DE RESPONSABILIDAD
Nosotros, CBOS. ELEC. HURTADO LOZADA DIEGO DANILO Y
CBOS. ELEC. GUILCAPI DUCHI LUS ALFONSO.
DECLARO QUE:
El proyecto de grado denominado “DIMENSIONAMIENTO E
IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED INALÁMBRICA UTILIZANDO
EL ESTANDAR 802.11 PARA EL CASINO DE VOLUNTARIOS
DE LA BRIGADA DE INFANTERIA N° 13 “PICHINCHA” ha sido
desarrollado con base a una investigación exhaustiva, respetando
derechos intelectuales de terceros, conforme las citas que constan
al pie de las páginas correspondientes, cuyas fuentes se
incorporan en la bibliografía.
Consecuentemente este trabajo es de nuestra autoría.
En virtud de esta declaración, nos responsabilizamos del
contenido, veracidad y alcance científico del proyecto de grado en
mención.
Latacunga, Febrero del 2014.
HURTADO L. DIEGO D. GUILCAPI D. LUIS A.
CBOS. ELEC CBOS. ELEC
iii
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE
EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
CERTIFICADO
DRA. MÓNICA HUERTA (DIRECTOR)
ING. DAVID RIVAS LALAEO (CODIRECTOR)
CERTIFICAN:
Que el trabajo titulado “DIMENSIONAMIENTO E IMPLEMENTACIÓN
DE UNA RED INALÁMBRICA UTILIZANDO EL ESTÁNDAR 802.11
PARA EL CASINO DE VOLUNTARIOS DE LA BRIGADA DE
INFANTERÍA N° 13 “PICHINCHA”, realizado por los señores: CBOS.
ELEC. HURTADO LOZADA DIEGO DANILO Y CBOS. ELEC.
GUILCAPI DUCHI LUIS ALFONSO ha sido guiado y revisado
periódicamente y cumple normas establecidas por la ESPE, en el
Reglamento de Estudiantes de la Universidad de la Fuerzas Armadas a
que constituye un trabajo de excelente contenido científico que
coadyuvará a la aplicación de conocimientos y al desarrollo
profesional, SI recomiendan su publicación. El mencionado trabajo
consta de UN empastado y UN disco compacto el cual contiene los
archivos en formato portátil de Acrobat. Autorizan a los señores: CBOS.
ELEC. HURTADO LOZADA DIEGO DANILO Y CBOS. ELEC.
GUILCAPI DUCHI LUIS ALFONSO que lo entregue al ING. JOSÉ
BUCHELI ANDRADE, en su calidad de Director de Carrera.
Latacunga, Febrero del 2014
DRA. MÓNICA HUERTA ING. DAVID RIVAS
DIRECTOR CODIRECTOR
iv
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE
EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
AUTORIZACIÓN
Nosotros, CBOS. ELEC. HURTADO LOZADA DIEGO DANILO Y
CBOS. ELEC GUILCAPI DUCHI LUIS ALFONSO.
Autorizamos a la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE la
publicación, en la biblioteca virtual de la Institución del trabajo
“DIMENSIONAMIENTO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED
INALÁMBRICA UTILIZANDO EL ESTÁNDAR 802.11 PARA EL
CASINO DE VOLUNTARIOS DE LA BRIGADA DE INFANTERÍA
N° 13 “PICHINCHA” cuyo contenido, ideas y criterios son de
NUESTRA exclusiva responsabilidad y autoría.
Latacunga, Febrero del 2014
HURTADO L. DIEGO D. GUILCAPI D. LUIS A.
CBOP. ELEC. CBOS. ELEC.
v
DEDICATORIA
Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la
vida y permitirme el haber llegado hasta este momento tan
importante de mi formación profesional.
A mi madre, por haberme dado la vida y enseñarme que todo lo
que se quiere se puede con perseverancia y constancia. A mi
padre, a pesar de nuestra distancia física, siento que estás
conmigo siempre y aunque nos faltaron muchas cosas por vivir
juntos, sé que este momento hubiera sido tan especial para ti como
lo es para mí. A mi esposa por ser el pilar más importante y por
demostrarme siempre su cariño y apoyo incondicional sin importar
nuestras diferencias de opiniones. Por compartir momentos
significativos conmigo y por siempre estar dispuesta a escucharme
y ayudarme en cualquier momento.
A mi hija Emily, a quien quiero mucho con todo mi vida, te amo
infinitamente hija querida.
Diego Danilo Hurtado Lozada.
vi
DEDICATORIA
Al creador de todas las cosas, el que me ha dado fuerza para
continuar cuando a punto de caer he estado; por todo esto, con la
humildad de mi corazón puedo emanar, dedico primeramente este
trabajo a Dios.
De igual manera, dedico este trabajo de tesis a mi madre que está
en el cielo que sola supo formarme con buenos sentimientos,
valores y hábitos, lo cual me ha ayudado a salir adelante en los
momentos más difíciles de mi vida.
A mi hermano y mi hermana que siempre me han brindado su
apoyo, muchas veces poniéndose en el papel de padres.
A mi abuelo que me cuido en mis primeros años de vida, el cual a
pesar de haberlo perdido, ha estado siempre cuidándome y
guiándome desde el cielo.
Al hombre que me dio la vida, el cual a pesar de que lo perdí a
temprana edad, ha estado cuidándome y guiándome desde el
cielo.
Luis Alfonso Guilcapi Duchi.
vii
AGRADECIMIENTO
A Dios, por acompañarme todos los días. A mi Mami quien más
que una buena madre ha sido mi mejor amiga, me ha consentido y
apoyado en lo que me he propuesto y sobre todo ha sabido
corregir mis errores. A mi Padre por ser quien me dio la formación
y el ejemplo para ser un buen hijo, un buen padre y enseñarme el
valor de las cosas, en mis logros, siempre estas presente en mi
corazón y mente. A mi hermano y hermanas por ser unos grandes
amigos para mí, que juntos hemos pasado momentos inolvidables
y que son muy importantes en mi vida.
A mi Esposa Andrea por ser la mujer más tierna de este mundo, la
que siempre ve por mí y lo da todo por nosotros, A mi Hija Emily
por ser la luz que ilumina mi vida y me da la fuerza necesaria para
ser cada día mejor. A toda mi familia son lo más bello que Dios ha
puesto en mi camino y por quienes estoy inmensamente
agradecido.
A mis queridos docentes que todo este tiempo me han ayudado a
tener todas las herramientas necesarias para poder ser un
profesional de excelencia gracias por todos esos conocimientos
compartidos.
A mi querida institución que me abrió las puertas y me dio la
oportunidad de ser un profesional hoy le puedo decir gracias y
misión cumplida.
Diego Danilo Hurtado Lozada.
viii
AGRADECIMIENTO
En primer lugar le doy infinitamente gracias a Dios, por haberme
dado fuerza y valor para culminar esta etapa de mi vida.
A la UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPEL, por
darme la oportunidad de estudiar y ser un profesional.
Agradezco también la confianza y el apoyo brindado por parte de
mi madre, que en el trayecto de mi vida me demostró su amor,
corrigiendo mis faltas y celebrando mis triunfos.
También me gustaría agradecer a mis profesores durante toda mi
carrera profesional porque todos han aportado con un granito de
arena a mi formación, y en especial a mi profesor el Ing. Armando
Alvares por sus consejos, sus enseñanzas y más que toda su
amistad.
Luis Alfonso Guilcapi Duchi.
ix
ÍNDICE
DECLARACIÓN DE RESPONSABILIDAD .......................................................ii
CERTIFICADO ......................................................................................................iii
AUTORIZACIÓN................................................................................................... iv
DEDICATORIA....................................................................................................... v
DEDICATORIA...................................................................................................... vi
AGRADECIMIENTO ........................................................................................... vii
AGRADECIMIENTO .......................................................................................... viii
ÍNDICE………………… ....................................................................................... ix
ÍNDICE DE TABLAS .......................................................................................... xiv
ÍNDICE DE FIGURAS......................................................................................... xv
RESUMEN ............................................................................................................. 1
ABSTRACT............................................................................................................ 2
CAPÍTULO 1.......................................................................................................... 3
1 INTRODUCCIÓN: .................................................................................. 4
1.1 ANTECEDENTES: ................................................................................. 5
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ............................................... 6
1.3 JUSTIFICACIÓN: ................................................................................... 7
1.4 OBJETIVO GENERAL: ......................................................................... 8
1.5 OBJETIVO ESPECIFICO: .................................................................... 8
1.5.1 Estudiar las características de las redes WiFi. .................................. 8
1.5.2 Diseñar el enlace entre los puntos de transmisión y recepción. ... 8
1.5.3 Realizar las instalaciones del cableado estructurado. ..................... 8
1.5.4 Verificar el funcionamiento de los enlaces. ........................................ 8
x
CAPÍTULO 2.......................................................................................................... 9
MARCO TEÓRICO............................................................................................... 9
2 INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE DATOS................................. 10
2.1 Redes de Computadoras .................................................................... 10
2.2 Introducción a las redes. ..................................................................... 11
2.3 Elementos que integran una red........................................................ 11
2.4 Medios de transmisión guiados. ........................................................ 11
2.4.1 Cable Coaxial ........................................................................................ 12
2.4.2 Par trenzado .......................................................................................... 14
2.4.3 Fibra óptica ............................................................................................ 15
2.5 Medios de transmisión no guiados .................................................... 16
2.5.1 Ondas de Radio .................................................................................... 16
2.5.2 Microondas ............................................................................................ 16
2.5.3 Infrarrojos ............................................................................................... 17
2.5.4 Láser ....................................................................................................... 17
2.6 Tipos de redes ...................................................................................... 17
2.6.1 Según su Tamaño ................................................................................ 18
2.6.2 Según su tecnología de transmisión. ................................................ 21
2.6.3 Según el tipo de trasferencia de Datos........................................... 23
2.7 Tipos de Topologías. ........................................................................... 24
2.7.1 Topología en Estrella. .......................................................................... 24
2.7.2 Topología en Bus. ................................................................................ 25
2.7.3 Topología Anillo. ................................................................................... 25
2.7.4 Topología Árbol..................................................................................... 26
2.7.5 Topología Malla. ................................................................................... 26
xi
2.8 Arquitectura. .......................................................................................... 27
2.8.1 Modelos OSI.......................................................................................... 27
2.8.2 Modelos TCP/IP.................................................................................... 30
CAPITULO 3........................................................................................................ 34
3 FUNDAMENTOS DE LAS REDES INALÁMBRICAS..................... 35
3.1 Introducción a las redes inalámbricas. ............................................. 35
3.2 Definición de una red inalámbrica. .................................................... 36
3.3 Estándar................................................................................................. 36
3.4 Redes inalámbricas del estándar IEEE 802.11.............................. 37
3.4.1 IEEE 802.11a ........................................................................................ 38
3.4.2 IEEE 802.11b ........................................................................................ 38
3.4.3 IEEE 802.11g ........................................................................................ 39
3.4.4 IEEE 802.11h ........................................................................................ 39
3.4.5 Estándar 802.11ac ............................................................................... 39
3.4.6 IEEE 802.11n ........................................................................................ 40
3.5 Elementos que integran una red inalámbrica. ................................. 41
3.5.1 AP (Acces Point)................................................................................... 41
3.5.2 Adaptador de red: ................................................................................. 41
3.5.3 Antenas .................................................................................................. 42
3.6 Topologías de redes inalámbricas. ................................................... 42
3.6.1 IBSS (Independent Basic Service Set) ............................................. 42
3.6.2 BSS (Basic Service set). ..................................................................... 43
3.7 Características de las redes inalámbricas. ...................................... 44
3.7.1 Movilidad ................................................................................................ 44
3.7.2 Simplicidad y rapidez ........................................................................... 44
xii
3.7.3 Flexibilidad ............................................................................................. 44
3.7.4 Costo de propiedad reducido ............................................................. 44
3.7.5 Escalabilidad ......................................................................................... 44
3.8 Seguridad en redes inalámbricas. ..................................................... 45
3.8.1 Mecanismos de seguridad .................................................................. 46
3.8.2 Autenticidad y privacidad .................................................................... 47
3.9 Arquitectura de la Red......................................................................... 48
3.9.1 Arquitectura Punto a Punto ................................................................. 48
3.9.2 Arquitectura Punto a multipunto ......................................................... 49
3.9.3 Arquitectura Celular.............................................................................. 50
3.9.4 Arquitectura Mesh ................................................................................ 51
CAPITULO 4........................................................................................................ 52
4 DESARROLLO ..................................................................................... 53
4.1 Levantamiento de la información....................................................... 53
4.2 Software a utilizar................................................................................. 55
4.2.1 Software Chanalyzer............................................................................ 55
4.2.2 Software InSSIDer................................................................................ 56
4.2.3 Ekahau HeatMapper. ........................................................................... 57
4.2.4 Airlink. ..................................................................................................... 58
4.3 Análisis espectral. ................................................................................ 58
4.4 Equipos a instalar................................................................................. 59
4.4.1 Ubiquiti Nanostation 5.......................................................................... 59
4.4.2 Unifi UAP-LONG Range 2.4GHz. ...................................................... 61
4.5 Configuración de equipos Ubiquiti..................................................... 64
4.5.1 Configuración de la IP fi ja de su PC.................................................. 64
xiii
4.5.2 Configuración de la antena Tx. .......................................................... 65
4.5.3 Configuración de Antena Rx............................................................... 67
4.5.4 Configuración Long Range 2.4GHz................................................... 68
4.5.5 Descripción de la Arquitectura. .......................................................... 74
4.5.6 Dimensionamiento................................................................................ 76
4.5.7 Aplicación de la red. ............................................................................. 77
4.6 Implementación de la Red. ................................................................. 78
4.6.1 Funcionamiento de la Red. ................................................................. 82
4.7 Tabla de presupuesto. ......................................................................... 84
CAPITULO 5........................................................................................................ 85
5 RESULTADOS ..................................................................................... 86
5.1 Análisis de Resultados. ....................................................................... 86
5.2 Pruebas de Equipos. ........................................................................... 86
5.2.1 Pruebas con InSSIDer. ........................................................................ 86
5.3 Pruebas de comunicación de Red. ................................................... 88
5.4 Resultado de pruebas de la Red. ...................................................... 88
CAPITULO 6........................................................................................................ 90
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................. 91
6.1 CONCLUSIONES. ............................................................................... 91
6.2 RECOMENDACIONES. ...................................................................... 92
7 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................... 94
xiv
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA N°. 3.1: Estándar 802 de IEEE ........................................................... 37
TABLA N°. 3.2: Familias de Estándares 802.11 ........................................... 41
TABLA N°. 4.1: Coordenadas de los puntos de conexión ........................... 54
TABLA N°. 4.2: Especificaciones de la antena.............................................. 60
TABLA N°. 4.3: Especificaciones técnicas del UAP-Long Range
2.4GHZ. ................................................................................. 63
TABLA N°. 4.4: Consumo del Internet ............................................................ 76
TABLA N°. 4.5: Presupuesto. ........................................................................... 84
xv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1: Redes de computadoras................................................... 10
Figura 2.2: Clasificación de los medios de transmisión
(Fuente Propia)................................................................ 12
Figura 2.3: Cable coaxial ...................................................................... 12
Figura 2.4: Tipos de cable Par trenzado. ........................................... 14
Figura 2.5: Partes de la Fibra óptica. .................................................. 15
Figura 2.6: Microondas.......................................................................... 17
Figura 2.7: Redes PAN ......................................................................... 18
Figura 2.8: Redes LAN ......................................................................... 19
Figura 2.9: Redes CAN. ........................................................................ 19
Figura 2.10: Redes Metropolitana. ...................................................... 20
Figura 2.11: Redes WAN. ..................................................................... 20
Figura 2.12: Redes GAN ....................................................................... 21
Figura 2.13: Redes GAN ....................................................................... 22
Figura 2.14: Red Punto a Punto. ......................................................... 22
Figura 2.15: Red de trasmisión simplex. ............................................ 23
Figura 2.16: Red Half-Duplex.............................................................. 23
Figura 2.17: Red Full Duplex................................................................ 24
Figura 2.18: Topología Estrella. ........................................................... 24
Figura 2.19: Topología en Bus............................................................. 25
Figura 2.20: Topología Anillo. .............................................................. 25
Figura 2.21: Topología Árbol. ............................................................... 26
Figura 2.22: Topología Malla................................................................ 27
Figura 2.23: Capas del modelo OSI. ................................................... 27
Figura 2.24: Comunicación entre capas del modelo OSI. ............... 28
Figura 2.25: Subcapas de la capa de Enlace. ................................... 29
Figura 2.26: Modelo de referencia TCP/IP. ....................................... 31
Figura 3.1: Dispositivos de comunicaciones inalámbricas. ............. 36
Figura 3.4: Tipos de antenas................................................................ 42
xvi
Figura 3.5: Interrelación del Conjunto de Servicios Básicos
Independientes ................................................................ 43
Figura 3.6: Interrelación del Conjunto de Servicios Básicos........... 43
Figura 3.7: Arquitectura punto a punto ............................................... 49
Figura 3.8: Arquitectura punto multipunto. ......................................... 50
Figura 3.9: Arquitectura Celular ........................................................... 50
Figura 3.10: Arquitectura Mesh............................................................ 51
Figura 4.1: Perfil topográfico ................................................................ 53
Figura 4.2: Ubicación de las antenas.................................................. 54
Figura 4.3: Software Chanalyzer ......................................................... 56
Figura 4.4: Software InSSIDer ............................................................. 56
Figura 4.5: Ekahau HeatMapper.......................................................... 57
Figura 4.6: Software de Airmax. .......................................................... 58
Figura 4.7: Análisis espectral. .............................................................. 59
Figura 4.8: Antenas NanoStation5 ...................................................... 60
Figura 4.9: Unifi UAP-Long Range 2.4GHz ....................................... 61
Figura 4.10: Configuración de las IP................................................... 64
Figura 4.11: Conexión de la antena TX a la computadora .............. 64
Figura 4.12: Configuración de la antena en la pestaña network .... 65
Figura 4.13: Configuración de la antena en la pestaña wireless. .. 66
Figura 4.14: Ventana de Aplicación. ................................................... 67
Figura 4.15: Configuración de Wireless. ............................................ 68
Figura 4.16: Instalación de controlador Unifi. .................................... 69
Figura 4.17: Buscando Controlador Unifi. .......................................... 69
Figura 4.18: Controlador Unifi Encontrado. ....................................... 70
Figura 4.19: Selección de País. ........................................................... 70
Figura 4.20: Selección de dirección Mac. .......................................... 71
Figura 4.21: Nombre de red y Clave ................................................... 71
Figura 4.22: Nombre de Administrador y Clave del sistema ........... 72
Figura 4.23: Autentificación del Sistema ............................................ 72
Figura 4.24: Ubicación de Unifi Long Range. .................................... 73
xvii
Figura 4.25: Administración de usuarios en espera. ........................ 73
Figura 4.26: Administración de Usuarios Aceptados. ...................... 74
Figura 4.27: Esquema de la arquitectura propuesta. ....................... 75
Figura 4.28: Dimensionamiento de la red wifi. .................................. 76
Figura 4.29: Medidor de velocidad. ..................................................... 77
Figura 4.30: Simulador Airlink. ............................................................. 78
Figura 4.31: Cálculos de cobertura del enlace. ................................. 79
Figura 4.32: Conexión del Router y PoE. ........................................... 79
Figura 4.33: Instalación de Antena transmisora................................ 80
Figura 4.34: Instalación de Antena receptora en el casino. ............ 81
Figura 4.35: Instalación de la Antena Omnidireccional en el
casino ................................................................................ 81
Figura 4.36: Conexión de Wireless del computador. ....................... 82
Figura 4.37: Clave de seguridad de la Red. ...................................... 83
Figura 4.38: Conexión de la Red implementada en el casino. ....... 83
Figura 4.39: Página de navegación con la Red “casino13bi”. ........ 84
Figura 5.1: Análisis espectral en la parte norte del casino.............. 87
Figura 5.2: Análisis espectral dela parte sur del casino. ................. 87
Figura 5.3: Análisis espectral de la centro parte sur del casino ..... 88
Figura 5.4: Personal militar utilizando el Internet en el casino. ...... 89
1
RESUMEN
En la actualidad uno de los desarrollos tecnológicos que ha logrado captar
la atención y el interés de muchas personas y empresas son las
comunicaciones inalámbricas. Este tipo de tecnología permite establecer
comunicación mediante conexiones de alta velocidad, sin cable, logrando
dar servicios a diferentes dispositivos al mismo tiempo. Los dispositivos
inalámbricos se conectan entre sí a fin de proporcionar a los usuarios
métodos más sencillos y transparentes permitiendo tener un fácil acceso a
la información en Internet. Con este proyecto se propone un
Dimensionamiento e implementación de una red inalámbrica utilizando el
estándar 802.11 para el casino de voluntarios de la brigada de Infantería
N° 13 “PICHINCHA”.
La red diseñada permitirá a los militares acceder a las distintas
aplicaciones disponibles en Internet como lo pueden ser: acceso a
páginas WEB, al correo electrónico y a de Voz sobre IP, entre otros. Este
proyecto permitirá a los militares, que estén asignados a dicha brigada de
infantería, establecer comunicación con sus familiares y amigos que
usualmente están en zonas alejadas, logrando minimizar los problemas
de comunicación y desintegración familiar.
2
ABSTRACT
Currently one of the technological developments that has captured the
attention and interest of many people and businesses are wireless
communications. This technology allows you to communicate via high-
speed connections, wireless, succeeding in giving services to different
devices simultaneously. Wireless devices are connected together to
provide users with simple and transparent methods allowing easy access
to information on the Internet. With this project, a sizing and
implementation of a wireless network is proposed using the 802.11
standard for casino Volunteer Infantry Brigade 13 "PICHINCHA".
The network designed to allow military access the various applications
available on the internet as can be: access to WEB pages, email and
VoIP, among others. This project will enable the military, who are assigned
to the brigade of infantry, communicate with family and friends who are
often in remote areas, achieving minimize communication problems and
family breakdown"
3
CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN
4
1 INTRODUCCIÓN:
Las tecnologías de interconexión inalámbrica van desde redes de voz
y datos globales, que permiten a los usuarios establecer conexiones
inalámbricas a través de largas distancias, hasta las tecnologías de
luz infrarroja y radiofrecuencia que están optimizadas para conexiones
inalámbricas a distancias cortas. Entre los dispositivos comúnmente
utilizados para la interconexión inalámbrica se encuentran los equipos
portátiles, equipos de escritorio, asistentes digitales personales (PDA),
teléfonos celulares, equipos con lápiz y localizadores. Las tecnologías
inalámbricas tienen muchos usos prácticos. Por ejemplo, los usuarios
de móviles pueden usar su teléfono celular para tener acceso al
correo electrónico.
Las personas que viajan con equipos portátiles pueden conectarse a
Internet a través de estaciones base instaladas en aeropuertos,
estaciones de ferrocarril y otros lugares públicos. En casa, los
usuarios pueden conectar dispositivos a su equipo de escritorio para
sincronizar datos y transferir archivos.
Dada la importancia de acceder a internet a través de medios
inalámbricos, los militares también tiene la necesidad de acceder a la
información es por ello que este proyecto pretenden de darle
conectividad al casino de voluntarios de la brigada de infantería N° 13
“PICHINCHA”, que permitirá a los militares que estén asignados a
dicha brigada de infantería establecer comunicación con sus
familiares que usualmente están en zonas alejadas de dicho comando
y tener comunicación con el resto del mundo.
5
1.1 ANTECEDENTES:
En los últimos años uno de los desarrollos tecnológicos que ha
logrado captar la atención y el interés de muchas personas y
empresas son las comunicaciones inalámbricas. Esta tecnología
permite establecer una comunicación mediante conexiones de alta
velocidad desde cualquier parte con los servicios que el usuario
utilice en su entorno diario. El término "inalámbrico" hace referencia
a la tecnología sin cables que permite conectar varios equipos
entre sí. El uso de la tecnología inalámbrica supone liberarse de
los cables sin sacrificar las posibilidades de conexión. Las
limitaciones de espacio y tiempo desaparecen, lo que significa que
puede implementarse en una oficina en prácticamente cualquier
lugar.
Las redes inalámbricas llevan años ofreciendo la posibilidad de unir
puntos de difícil acceso y además permiten moverse libremente
dentro de un entorno, en el cual el acceso a distintas áreas tenga
una mayor dificultad para la instalación de cables, manteniendo la
conectividad. Hace un par de años estos servicios estaban
restringidos a las grandes empresas, pero actualmente gracias a
los últimos desarrollos que mejoran en velocidad, la consolidación,
madurez de los estándares y terminales más económicos; hace
que llegue a un mayor número de usuarios.
Los dispositivos inalámbricos se conectan entre sí o a puntos de
acceso inalámbricos a fin de proporcionar a los trabajadores
métodos más sencillos y transparentes. Las aplicaciones de oficina
ayudan también a aligerar la carga de la red. El uso de la
tecnología inalámbrica hace que la empresa aumente en eficacia y
productividad.
6
Dado que las redes de datos ocupan un lugar importante en el
desarrollo y competitividad de empresas, centros educativos y
usuarios domésticos. Es por ello, que se hace necesario conocer
las tecnologías y la ingeniería que involucra brindar estos servicios
en comunicaciones inalámbricas en lo referente a redes de datos y
comunicación entre usuarios. Otro factor importante que se debe
tomar en cuenta en redes inalámbricas es la seguridad. Al ser una
tecnología sin cables existe una alta probabilidad que usuarios
externos puedan acceder, sin autorización, a la información de la
red. Para evitar esto, se utilizan diferentes métodos de seguridad,
de acuerdo a la cantidad de tráfico y el tipo de información que se
maneje, que serán analizados detalladamente del desarrollo del
proyecto.
La tecnología inalámbrica no se desarrolla únicamente el en ámbito
de las redes LAN sino que también se desarrolla en distintos
puntos de acción como por ejemplo los sistemas de seguridad que
por medio de cámaras de video inalámbricas pueden dar
protección visual a un hogar, edificio, campus, etc. Este es otro
punto que se tratará en este trabajo con el fin de satisfacer las
necesidades de la Unidad Militar. Los sistemas de seguridad
inalámbricos son de gran ayuda para el usuario que necesita
protección y control de sus pertenencias por lo que hoy en día se
aplica mucho para seguridades de bienes personales,
empresariales y estatales.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
La falta de comunicación familiar es uno de los principales
problemas que sufre la población militar en el Ecuador. La principal
preocupación de la sección de personal de las Fuerzas Armadas
7
es la desestabilidad familiar que ocurre cuando los militares se
encuentran de comisión, o le dan un pase, a zonas alejadas de su
entorno familiar.
Dado que los sistemas de comunicaciones se usan en todo el
mundo y las tecnologías inalámbricas se destacan por su
facilidad de servicio y movilidad, permitiendo dar conectividad a un
número importante de usuarios, el presente trabajo propone el
dimensionamiento e implementación de una red inalámbrica con
estándar 802.11 para el casino de voluntarios de la brigada de
infantería N° 13 “PICHINCHA”. Que empleando tecnología
inalámbrica permita brindar un servicio de internet en sector del
casino de voluntarios.
1.3 JUSTIFICACIÓN:
En la actualidad las redes de comunicación inalámbrica han
evolucionado las comunicaciones. El uso de las redes de
comunicación inalámbricas es algo muy importante y muy útil para
todas las personas que hacen uso de este servicio. La Fuerza
Terrestre desempeña un papel importante en el desarrollo del país,
es por ello la gran importancia de la implementación de una red
inalámbrica en el casino de voluntarios de la BI-13 “Pichincha”, que
le proveerá de conectividad a este casino. Las tareas de
implementación de esta red requieren de la mayor eficiencia y
eficacia, tanto del recurso humano como tecnológico, mediante este
proyecto se tratara de mejorar la calidad de vida de nuestros
compañeros militares permitiéndole acceder a internet y al resto de
las aplicaciones que existen en la red.
8
La implementación de esta red inalámbrica evitará todo el proceso
de instalación de cableado estructurado como medio de
conectividad. Es así que la Universidad de las Fuerzas Armadas
contribuye a formar académicos, profesionales e investigadores de
excelencia, creativos, humanistas, con capacidad de liderazgo,
pensamiento crítico y alta conciencia ciudadana; genera
conocimiento y proporcionar alternativas de solución a los
problemas del país, acordes con el Plan Nacional del buen vivir,
busca dar solución a una de las necesidades y problemas más
comunes que aquejan a las naciones, resolviendo los problemas
de comunicación y desintegración familiar.
1.4 OBJETIVO GENERAL:
Dimensionar e implementar una red inalámbrica utilizando el
estándar 802.11 para el casino de voluntarios de la brigada de
Infantería N° 13 “PICHINCHA”
1.5 OBJETIVO ESPECIFICO:
1.5.1 Estudiar las características de las redes WiFi.
1.5.2 Diseñar el enlace entre los puntos de transmisión y recepción.
1.5.3 Realizar las instalaciones del cableado estructurado.
1.5.4 Verificar el funcionamiento de los enlaces.
9
CAPÍTULO 2
En este capítulo, se presentan los fundamentos teóricos en los
cuales se basó el desarrollo de este trabajo, tales como: redes de
computadoras, TCP/IP, medios de transmisión guiados, entre
otros.
MARCO TEÓRICO
10
2 INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE DATOS
2.1 Redes de Computadoras
Una red de computadoras es un conjunto de equipos informáticos y
software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que
envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o
cualquier otro medio para el transporte de datos con la finalidad de
compartir información, recursos y ofrecer servicios. Como en todo
proceso de comunicación se requiere de un emisor, mensaje, medio
y receptor.
La finalidad principal para la creación de una red de computadoras
es compartir los recursos y la información en la distancia asegurar la
confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la
velocidad de trasmisión de datos y reducir el costo general de estas
acciones, este proceso se puede observar en la figura 2.1.
Figura 2.1: Redes de computadoras.
11
2.2 Introducción a las redes.
El término red proviene del latín “rete”; una red de computadoras es
un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí para
compartir recursos físicos y lógicos (impresora, información, etc.). El
objetivo del trabajo en red es hacer que un recurso compartido por
un sistema remoto funcione como un recurso en el sistema local.
2.3 Elementos que integran una red.
Los elementos básicos que integran una red son las tarjetas de red
y el canal de comunicación.
Una tarjeta de red es un periférico que permite la comunicación con
aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos
entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras,
etc).
A las tarjetas de red también se les llama NIC (Network Interface
Card), en español "tarjeta de interfaz de red").
Dentro de una red se pueden tener equipos de conectividad como
repetidores, concentradores, puentes y/o ruteadores que permiten
integrar más dispositivos y aumentar su alcance. También puede
haber computadoras, servidores e impresoras quienes ofrecerán
algún servicio dentro de la red.
2.4 Medios de transmisión guiados.
La transmisión de señales entre dos puntos se realiza a través de un
canal, y ésta puede ser de manera guiada, donde se emplea algún
medio físico, o de forma no guiada, el cual ocupa medios intangibles,
como podemos observar en la figura 2.2.
12
Figura 2.2: Clasificación de los medios de transmisión
(Fuente Propia)
2.4.1 Cable Coaxial
“El cable coaxial está formado por un núcleo de alambre de cobre
cómo conductor central, cubierto por un aislante, rodeado por una
malla trenzada, empleada como tierra y todos a su vez los
envuelve una cubierta aislante resistente a la interferencia
electromagnética” (TOMASI, 2010), como se muestra en la figura
2.3.
Figura 2.3: Cable coaxial
13
El cable coaxial es capaz de lograr altas velocidades de
transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes
de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de
banda base (Ethernet).
Los cables coaxiales se pueden clasificar:
Según su impedancia:
Cable de 50 Ω para comunicaciones BaseBand y transmisiones
digitales, empleado en redes LAN. Los cables coaxiales más
comunes son el RG-58.
Cable de 75 Ω para comunicaciones BroadBand y
transmisiones analógicas, utilizado en sistemas de televisión
por cable. Cable coaxial RG-59.
Cable coaxial delgado (thin).
Estándar: IEEE 802.3 10Base2.
Diámetro aproximado del cable: ¼ pulgada.
Especificaciones técnicas del medio: RG-58.
Velocidad de operación: 10Mbps.
Distancia máxima del segmento 185 metros.
Distancia mínima entre nodos: 0.5 metros.
Número máximo de nodos por segmento: 30.
Cable coaxial grueso (thick).
Estándar: IEEE 802.3 10Base2.
Diámetro aproximado del cable: ½ pulgada.
Especificaciones técnicas del medio: RG-58.
Velocidad de operación: 10Mbps.
Distancia máxima del segmento 500 metros.
Distancia mínima entre nodos: 2.5 metros
14
2.4.2 Par trenzado
“Está formado por dos alambres de cobre, aislados y entrelazados
en forma helicoidal, lo cual permite reducir la interferencia eléctrica
entre pares. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta
común de PVC (Poli cloruro de Vinilo) en cables multipares de
pares trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares)” (PÉREZ, 2009).
Existen tres tipos de cable par trenzado:
UTP (Unshielded Twisted Pair). La distancia máxima sin
repetidores es de 100 metros. Consiste en dos pares de
alambre de cobre cubierto de plástico.
FTP (Foiled Twisted Pair). Exactamente al UTP, pero los grupos
de pares están envueltos en cinta conductora, similar al papel
aluminio.
STP (Shielded Twisted Pair). Se encuentra recubierto por una
hoja laminada de aluminio. Es altamente inmune al ruido
eléctrico, se comporta igual que el UTP pero mejora en
distancias de comunicación largas, como podemos observar el
la figura 2.4.
Figura 2.4: Tipos de cable Par trenzado.
15
2.4.3 Fibra óptica
La fibra óptica emplea ondas de luz para transmitir datos a través
de un vidrio delgado o fibra plástica.
(TOMASI, 2010), menciona que la fibra óptica tiene las siguientes
partes y podemos observar en la figura 2.5.
Conductor de luz: Es un núcleo muy fino. Generalmente
construido en vidrio óptico altamente transparente permitiendo
así que las señales se desplacen por kilómetros sin tener que
ser regeneradas. En algunos casos se usa plástico pero esto
sacrifica las distancias que se pueden alcanzar.
Manto interno. Es una en vidrio que rodea el núcleo de la fibra
con un índice de reflexión menor que el del conductor de luz
central. Las características ópticas de esta capa permiten que la
luz se refleje hacia el núcleo garantizando que haya mínimas
pérdidas de luz. Esto garantiza que la señal que entra por un
extremo de dicho conductor se refleja en las paredes interiores
hasta llegar al extremo de salida, siguiendo su camino
independientemente del hecho de que la fibra esté o no
curvada.
Protector externo. Protege el cable contra daños. Un simple
protector puede reguardar múltiples fibras teniendo así un cable
multifibra.
Figura 2.5: Partes de la Fibra óptica.
16
El grosor de una fibra es como la de un cabello humano
aproximadamente. Fabricadas a alta temperatura con base en
silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de
computadoras, para permitir que el índice de refracción de su
núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite
las desviaciones.
2.5 Medios de transmisión no guiados
“Los medios no guiados transmiten los datos a través del espacio
sin necesidad de cables” (GIL, 2010).
Ejemplos:
Sistemas de televisión, radio difusión y los sistemas de telefonía
celular. Utilizando el espectro electromagnético, por lo que cuentan
con un ancho de banda prácticamente ilimitados.
2.5.1 Ondas de Radio
“Permiten el envío de datos a través de ondas de radio. Cada
computador se equipa con una antena (las ondas de radio son
omnidireccionales). El tamaño de la antena dependerá de la
aplicación” (GIL, 2010).
2.5.2 Microondas
“Las microondas son direccionales por lo que él envió de ondas
electromagnéticas se hace en línea recta y utilizamos las antenas
parabólicas para obtener una relación señal ruido aceptable. Tiene
problemas para atravesar edificios e incluso pueden verse
refractadas por diferentes capas atmosféricas empleando más
tiempo para su transmisión” (GIL, 2010), ver en la figura 2.6.
Velocidad de 300 Mb/seg.
Alcance de 10000 - 80000 m.
Su uso está extendido en telefonía móvil y televisión.
17
Figura 2.6: Microondas.
2.5.3 Infrarrojos
(SANCHIS, 2008) Menciona que para la comunicación el emisor y
el receptor deben tener línea de vista y tiene las siguientes
características:
Velocidad de 10 y 40 m/s.
Alcance de 10 - 2000 m.
Confidencialidad de los datos.
Mantiene una dificultad compleja para atravesar objetos sólidos.
Se utiliza en mandos a distancia y controles remotos.
Bajo costo de fabricación e implementación.
2.5.4 Láser
“Permite enviar información a través del aire sin requerir de
canales de fibra. Permite la comunicación a grandes distancias
pero requiere línea de vista y pueden ser afectadas por
condiciones atmosféricas como la niebla” (GIL, 2010).
2.6 Tipos de redes
Los tipos de redes se clasifican en:
Según su tamaño.
Según su tecnología de trasmisión.
Tipo de transferencia de datos.
18
2.6.1 Según su Tamaño
Las redes según su tamaño se clasifican en PAN, LAN, CAN,
MAN, WAN.
2.6.1.1 Redes PAN.
(Redes de administración personal) “Las redes PAN son una
configuración básica llamada así misma personal la cual está
integrada por los dispositivos que están situadas en el entorno del
usuario ya sea en la casa, trabajo, carro, parque, centro
comercial, etc. Esta configuración le permite al usuario establecer
una comunicación con estos dispositivos a la hora que sea de
manera rápida y eficaz” (ATELIN, 2010), como podemos observar
en la figura 2.7.
Tecnología inalámbrica Bluetooth.
Tecnologías de infrarrojos.
Figura 2.7: Redes PAN
2.6.1.2 Redes LAN.
(Local Área Network). “Esta red conecta equipos en un área
geográfica limitada tales como una oficina o edificio. De esta
manera se logra una conexión rápida y sencilla. Operan a
velocidades de 10 y 100M por segundo” (ATELIN, 2010), como se
puede observar en la figura 2.8.
19
Figura 2.8: Redes LAN
2.6.1.3 Redes CAN.
(Controller Area Network) “Es una red de computadoras que
conecta redes de área local atreves de un área geográfica
limitada como un campus universitario o una base militar puede
ser considerado como una red de área metropolitana que se
aplica específicamente a un ambiente universitario por lo tanto,
una red de área campus es más grande que una red de área
local, pero más pequeña que una red de área amplia o WAN”
(ATELIN, 2010).
Una CAN utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y
Gigabit Ethernet para conectividad atreves de medios de
comunicación tales como fibra óptica y espectro disperso,
podemos ver en la figura 2.9.
Figura 2.9: Redes CAN.
20
2.6.1.4 Red de Área Metropolitana o MAN (Metropolitana red
network)
“Es una red de alta velocidad que da cobertura a una área
geográfica extensa proporciona capacidad de integración de
múltiples servicios mediante la trasmisión de datos, voz y video,
sobre medios de trasmisión como fibra óptica y par trenzado”
(HUIDOBRO, 2010), se puede observar en la figura 2.10.
Figura 2.10: Redes Metropolitana.
2.6.1.5 Redes WAM (Wide Area Network)
“Una red de área amplia proporciona un medio de transmisión a
larga distancia de datos, voz, imágenes, videos, sobre grandes
áreas geográficas que pueden llegar a extenderse hacia un país,
un continente o el mundo entero, es la unión de dos o más redes
LAN” (HUIDOBRO, 2010), como se observa en la figura 2.11.
Figura 2.11: Redes WAN.
21
2.6.1.6 GAN (Global Área Network).
“Una red de área global engloba a todo el mundo, un tipo de esta
red es Internet” (HUIDOBRO, 2010), ver en la figura 2.12.
Figura 2.12: Redes GAN
2.6.2 Según su tecnología de transmisión.
Las redes según su tecnología se clasifica en red Broadcast y
Punto a Punto.
2.6.2.1 Red Broadcast.
Son las redes donde los datos llegan a todas las máquinas de la
red, un solo canal de comunicación, ver en la figura 2.13.
El medio de transmisión es compartido. Suelen ser redes
locales. Ejemplo: Ethernet 10 Mb/s.
Los paquetes se envían a toda la red, aunque vayan dirigidos a
un único destinatario. Posibles problemas de seguridad
(encriptado).
Se pueden crear redes planas, es decir redes en las que la
comunicación entre dos ordenadores cualesquiera se haga de
forma directa, sin routers intermedios.
22
Figura 2.13: Redes GAN
2.6.2.2 Red Punto a Punto.
Las redes punto a punto o también llamadas peer-to-peer (P2P) o
red de pares, son aquellas que responden a un tipo de
arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para
comunicar únicamente dos nodos. Las redes punto a punto son
relativamente fáciles de instalar y operar.
A medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se
vuelven más difíciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece
rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red
aumenta, ver en la figura 2.14.
.
Figura 2.14: Red Punto a Punto.
23
2.6.3 Según el tipo de trasferencia de Datos
Las redes según el tipo de transmisión se clasifican en: simplex,
Half Duplex, Full Duplex.
2.6.3.1 Redes de transmisión simplex.
En una comunicación simplex existe un solo canal unidireccional.
Por ejemplo, la radio y la televisión, como se puede ver en la
figura 2.15.
Figura 2.15: Red de trasmisión simplex.
2.6.3.2 Redes Half-Duplex.
La comunicación existe un solo canal que puede transmitir en los
dos sentidos pero no simultáneamente. Esto es lo que ocurre con
las emisoras de radioaficionados. Hay que utilizar señales de
control para informar si el medio está ocupado o se puede
transmitir, podemos observar en la figura 2.16.
Figura 2.16: Red Half-Duplex.
2.6.3.3 Redes Full-Duplex.
Permite transmitir en ambas direcciones, pero simultáneamente
por el mismo canal. Ejemplos: Las telecomunicaciones, el correo,
se puede observar en la figura 2.17.
24
Figura 2.17: Red Full Duplex.
2.7 Tipos de Topologías.
La topología es la manera en cómo se conectan los distintos nodos
que conforman una red y estas se clasifican en: Topologías de
Estrella, Bus, Anillo, Árbol, Malla.
2.7.1 Topología en Estrella.
En esta topología todos los nodos se encuentran conectados punto
a punto con el nodo central, el cual actúa como controlador del
sistema canalizando la información del nodo origen al nodo destino.
El control de transmisión de esta topología es centralizado, si el
nodo central falla todo el sistema deja de funciona, como se puede
observar en la figura 2.18.
Figura 2.18: Topología Estrella.
25
2.7.2 Topología en Bus.
Este tipo de topología es lineal debido a que cada nodo se
encuentra conectado al mismo canal de comunicación o bus y en
los extremos de este canal se localizan terminadores.
Terminadores, que evitan posibles rebotes de la señal, se puede
ver en la figura 2.19.
Figura 2.19: Topología en Bus.
2.7.3 Topología Anillo.
Su principal característica es que los nodos se encuentran
conectado punto a punto formando un anillo, en donde la
información es pasada de nodo a nodo, podemos observar en la
figura 2.20.
Figura 2.20: Topología Anillo.
26
2.7.4 Topología Árbol.
La topología de árbol combina características de la topología de
estrella con la BUS. Consiste en un conjunto de subredes estrella
conectadas a un BUS. Esta topología facilita el crecimiento de la
red. Esta estructura de red se utiliza en aplicaciones de televisión
por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de
redes que alcancen los hogares. También se ha utilizado en
aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha,
podemos observar en la figura 2.21.
Figura 2.21: Topología Árbol.
2.7.5 Topología Malla.
La Red en malla es una topología de red en la que cada nodo está
conectado a uno o más de los otros nodos. De esta manera es
posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes
caminos. Si la red de malla está completamente conectada no
puede existir absolutamente ninguna interrupción en las
comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con
todos los demás servidores, podemos ver en la figura 2.22.
27
Figura 2.22: Topología Malla.
2.8 Arquitectura.
La arquitectura de red tiene la finalidad de separar el problema de
comunicación en diferentes capas.
2.8.1 Modelos OSI.
El modelo OSI es el principal para las comunicaciones por red. El
modelo OSI (Open System Interconnection) desarrollado por ISO
(International Standard Organization), es una concepción teórica
que normaliza y especifica las funciones que deben de seguirse
para formar una conexión entre dos o más sistemas, permitiendo
que todos los usuarios puedan comunicarse sin preocuparse de
cómo lo hacen sus computadoras.
El problema de trasladar información entre computadores se divide
en siete capas del modelo de referencia, se puede ver en la figura
2.23.
Figura 2.23: Capas del modelo OSI.
28
El intercambio de información siempre se da entre capas del
mismo nivel. La comunicación entre capas de un mismo sistema se
da entre la capa inmediata superior y la capa inmediata inferior,
podemos observar este proceso en la figura 2.24.
Figura 2.24: Comunicación entre capas del modelo OSI.
Capa 1: La capa física.
Se encarga de controlar la transmisión de los bits a través del
canal de comunicación definiendo características como: Los
niveles de voltaje, temporización de cambios de voltaje, velocidad
de datos físicos, distancias de transmisión máximas, conectores
físicos y otros atributos similares son definidos por las
especificaciones de la capa física.
29
Capa 2: La capa de enlace de datos.
La capa de enlace de datos proporciona tránsito de datos confiable
a través de un enlace físico. Al hacerlo, la capa de enlace de datos
se ocupa del direccionamiento físico, la topología de red, el acceso
a la red, la notificación de errores, entrega ordenada de tramas y
control de flujo.
La capa de enlace se subdivide en subcapas LLC y MAC, como se
puede observar en la figura 2.25.
Figura 2.25: Subcapas de la capa de Enlace.
LLC (Logical Link Control).
Es la capa superior que permite la conexión entre diferentes
tipos de redes. Controla la transmisión y recepción de las
tramas y detecta cualquier error producido por la capa física.
MAC (Media Access Control).
Es la subcapa inferior y por ello se encuentra más relacionada
con el medio físico. Controla el acceso al medio para la
transmisión y realiza la fragmentación de los datos en tramas.
Capa 3: La capa de red.
La capa de red es una capa compleja que proporciona
conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que
pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas.
30
Capa 4: La capa de transporte.
Su función consiste en aceptar los datos de la capa de sesión y
dividirlos en unidades más pequeñas, pasar los paquetes a la capa
de red y asegurar que todas estas unidades lleguen correctamente
al otro extremo.
Provee de mecanismos fiables para la recuperación de errores
(duplicidades, orden, coherencia, pérdida y retrasos) de extremo a
extremo y control de flujo en la red.
Capa 5: La capa de Sesión.
La capa de sesión establece, administra y finaliza las sesiones
entre dos hosts que se están comunicando.
Resuelve el problema de sincronización e interactividad entre las
máquinas. Inicia, administra y termina la conexión. También
establece el tipo de comunicación (half o full dúplex).
Capa 6: La capa de Presentación.
Presenta los datos del sistema emisor en una forma que las
aplicaciones del sistema receptor puedan entender. Esto permite a
diferentes aplicaciones comunicarse entre sí, a pesar de que
utilicen métodos diferentes para representar los mismos datos.
Capa 7: La capa de aplicación.
Es la capa más cercana al usuario. Define una serie de
herramientas que el usuario puede usar para acceder a la red.
Proporciona servicios a los programas que ven los usuarios.
2.8.2 Modelos TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) es un
conjunto de protocolos estándar que permiten la comunicación en
diferentes ambientes de redes, debido a que soporta ruteo y
31
permite a las computadoras comunicarse a través de segmentos,
es el protocolo estándar para la comunicación sobre Internet.
Utiliza cuatro capas en su modelo de comunicación para transmitir
datos de un lugar a otro.
Las cuatro capas en este modelo podemos ver en la figura 2.26.
Figura 2.26: Modelo de referencia TCP/IP.
Capa 1: Acceso de red.
Es la responsable de poner los datos en el medio de la red. Esta
capa contiene los dispositivos físicos de la red tal como cables y
adaptadores de red. También tiene protocolos asociados a
Ethernet, ATM, Token Ring, los cuales definen como serán
transmitidos los datos sobre la red.
Capa 2: Internet.
La capa de Internet es la encargada de direccionar, empaquetar y
rutear los datos para ser transmitidos. Esta capa tiene cuatro
protocolos:
Internet Protocol (IP). Direcciona los datos para ser transmitidos
a su destino, mediante el uso de direcciones IP las cuales
permiten el ruteamiento. No deben de existir dos máquinas con
la misma IP en todo el mundo y estas deben formarse por
cuatro bytes u octetos de unos y ceros separados por puntos.
32
Address Resolution Protocol (ARP). Identifica las direcciones
MAC de la NIC en la computadora destino. Realiza un mapeo
de dirección IP a dirección física.
Internet Control Message Protocol (ICMP). Provee funciones de
diagnóstico y reporte de errores en caso de fracaso en el envío
de datos. Los paquetes ICMP determinan la conectividad entre
dos hosts. La aplicación más famosa es “ping”.
Internet Group Managment Protocol (IGMP). Administra el
multicasting.
Capa 3: Transporte.
Se encarga de ordenar y garantizar la comunicación entre
computadoras y de pasar datos de la capa de aplicación hacia la
capa de internet. Esta capa también especifica un identificador
único de aplicación para el cual los datos son enviados. Tiene dos
protocolos que controlan el método por el cual los datos serán
enviados.
Transmission Control Protocol (TCP).
Funciona mediante el método “orientado a conexión”, el cual
crea una conexión entre los sistemas emisor y receptor para
garantizar la entrega de paquetes a su destino con éxito,
mediante el uso de un número especial, llamado puerto, para
averiguar a qué aplicación darle el paquete. Realiza una
detección de error de extremo a extremo, así como
recuperación del flujo de datos. Segmenta y ensambla los datos
de usuario y protocolos de capas superiores.
33
Unit Datagram Protocol (UDP).
Trabaja bajo el modo “sin conexión”, donde no existe un control
de flujo por lo que es capaz de proveer un rápido envío de
paquetes pero no garantiza la entrega de estos. Los mensajes
pueden ser perdidos, duplicados o llegar en desorden.
Capa 4: Aplicación.
Todas las aplicaciones y utilerías están contenidas en esta capa y
son utilizadas para tener acceso a la red. Los protocolos en esta
capa son usados para intercambiar información del usuario. Aquí
se incluye:
Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
Los servidores Web emplean este protocolo para enviar
páginas web a clientes que ejecutan navegadores mediante el
puerto 80.
File Transfer Protocol (FTP).
Transfiere archivos de datos entre servidores y clientes, usa el
puerto 21 para los mensajes de control y envía los datos
usando el puerto 20.
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).
Envía mensajes de correo electrónico entre clientes y
servidores por el Puerto 25.
Post Office Protocol versión 3 (POP3).
Permite al software cliente de correo electrónico recuperar el
correo electrónico de un servidor de correo utilizando el puerto
110.
Simple Net Management Protocol (SNMP).
Permite a las aplicaciones de administración de red controlar
remotamente otros dispositivos de la red con el puerto 161.
Telnet. Permite a un usuario iniciar una sesión remotamente y
ejecutar comandos basados en texto empleando el puerto 23.
34
CAPITULO 3
FUNCIONAMIENTO DE LAS REDES INALÁMBRICAS
35
3 FUNDAMENTOS DE LAS REDES INALÁMBRICAS
3.1 Introducción a las redes inalámbricas.
Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta
década es la de poder comunicar computadoras mediante tecnología
inalámbrica. La conexión de computadoras mediante Ondas de
Radio o Luz Infrarroja, actualmente está siendo ampliamente
investigada. Las Redes Inalámbricas facilitan la operación en lugares
donde la computadora no puede permanecer en un solo lugar, como
en almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos.
“No se espera que las redes inalámbricas lleguen a remplazar a las
redes cableadas, ya que estas ofrecen velocidades de transmisión
mayores que las logradas con la tecnología inalámbrica. Mientras
que las redes inalámbricas actuales ofrecen velocidades de 2 Mbps,
las redes cableadas ofrecen velocidades de 10 Mbps y se espera
que alcancen velocidades de hasta 100 Mbps. Los sistemas de
Cable de Fibra Óptica logran velocidades aún mayores, y pensando
futuristamente se espera que las redes inalámbricas alcancen
velocidades de 10 Mbps” (TANENBAUM, 2003).
De Larga Distancia. “Estas son utilizadas para transmitir la
información en espacios que pueden variar desde una misma ciudad
o hasta varios países circunvecinos (mejor conocido como Redes
Inalámbricas de Área Metropolitana WMAN); sus velocidades de
transmisión son relativamente bajas, de 4.8 a 19.2 Kbps
(TANENBAUM, 2003).
De Corta Distancia. “Estas son utilizadas principalmente en redes
corporativas cuyas oficinas se encuentran en uno o varios edificios
que no se encuentran muy retirados entre si, con velocidades del
orden de 280 Kbps hasta los 2 Mbps.”. (TANENBAUM, 2003).
36
3.2 Definición de una red inalámbrica.
“Una red Inalámbrica es un sistema de comunicación entre
computadoras, dispositivos móviles y antenas, que permite la
transmisión de datos entre ellos, con lo que se lleva adelante entre
ellas un intercambio de todo tipo de información y de recursos. En
cuanto a los elementos que la conforman, la red está integrada por
un nodo o terminal y un medio de transmisión” (TANENBAUM,
2003).
En los dispositivos físicos están presentes en los emisores y
receptores de la señal, como se puede apreciar en la figura 3.1.
Figura 3.1: Dispositivos de comunicaciones inalámbricas.
3.3 Estándar
“Los estándares surgen de la necesidad de unificar criterios de
comunicación entre distintos dispositivos, existen varios organismos
regulatorios con respecto a las redes, como ANSI (American
National Standards Institute), ISO (International Organization for
Standardization) etc. La IEEE Fundada en 1884, es una sociedad
establecida en los Estados Unidos que desarrolla estándares para
las industrias eléctricas y electrónicas, particularmente en el área de
redes de datos, además existe un grupo de trabajo específico para
las redes locales inalámbricas” (GRIERA, 2008).
37
Estos grupos se pueden observar en detalle en la Tabla 3.1.
TABLA N°. 3.1: Estándar 802 de IEEE
3.4 Redes inalámbricas del estándar IEEE 802.11
“La familia de estándares IEEE 802.11, ha encontrado una enorme
acogida desde que se aprobara la norma 802.11b en el año 1999, se
trata de redes de transmisión en modo paquete, normalizadas hasta
la sub-capa MAC (media access control) del nivel de enlace de
datos. Es destacable el uso de frecuencias radioeléctricas no sujetas
a la concesión de licencias. Concretamente, se sitúan en bandas
ISM de 2,4 GHz y 5,8 GHz, lo que abarata considerablemente su
costo operativo. Define tres tipos de medios físicos, modulación
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), que alcanza una
velocidad de 2 Mbps, FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
en la banda de 2.4 GHz y luz infrarroja en banda base. A
continuación se describen los distintos estándares que componen la
familia IEEE 802.11” (ANDRÉU, 2010).
Estándar Grupos de Trabajo
802.0 CSMA/CD (ETHERNET).
802.1 Establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.
802.2 Define el estándar general para el nivel de enlace de datos.
802.3 Define el estándar Ethernet.
802.4 Define la red de área local Token Bus.
802.5 Define la red de área local Token Ring.
802.6 Establece estándares de red de área Metropolitana. MAN.
802.7 Grupo de asesoría técnica sobre Banda Ancha.
802.8 Grupo de asesoría técnica sobre Fibra óptica.
802.9 Define las redes integradas de voz y datos.
802.10 Establece la seguridad redes de área local.
802.11 Establece estándares de redes de área local inalámbricas.
802.12 Define la prioridad de cable de comunicaciones de banda ancha.
802.13 No utlizada.
802.14 Cable modems.
802.15 Establece los estándares de las redes personales
inalámbricas, WPAN.
802.16 Acceso inalámbrico de banda ancha.
38
3.4.1 IEEE 802.11a
“El IEEE ratificó en julio de 1999 el estándar 802.11a que opera
con una modulación QAM-64 y con codificación OFDM (Orthogonal
Frequency Division Multiplexing) que alcanza una velocidad
máxima de 54 Mbps en la banda de 5 GHz. Posee 12 canales no
solapados, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a
punto, la utilización de la banda de 5 GHz restringe el uso de los
equipos 802.11a a únicamente puntos con línea de vista, lo que
hace necesario la instalación de más puntos de acceso” (ANDRÉU,
2010), las características más relevantes son.
Velocidad máxima de hasta 54Mbps.
Opera en el espectro de 5Ghz.
Menos saturado.
No es compatible con las normas: 802.11b y 802.11g.
Modulación de OFDM.
3.4.2 IEEE 802.11b
“Conocido como Wi-Fi, fue ratificado en septiembre 1999 y es el
estándar principal de redes inalámbricas. Alcanza una velocidad de
11 Mbps estandarizada por el IEEE. Opera dentro de la banda ISM
2,4 GHz para la cual no es necesaria licencia alguna. Emplea
modulación DSSS e inicialmente se soportan hasta 32 usuarios por
Punto de Acceso (AP). Este estándar trabaja con niveles de
potencia emitida próximos a los 100 mW,” (ANDRÉU, 2010)
Algunas de las características son:
Velocidad máxima de hasta 11Mbps.
Opera en el espectro de 2.4Ghz sin necesidad de licencia.
Las mismas interferencias que para 802.11.
Conocido como WIFI.
Modulación DSSS.
Compatible con los equipos DSSS del estándar 802.11.
39
3.4.3 IEEE 802.11g
“Es una unión de los estándares 802.11 "a" y "b". Contiene cada
uno de los tipos de modulación que éstos usan, "a" opera en la
banda de los 5 GHz, mientras que los otros dos operan en la de los
2.4 GHz. Compatible con los dispositivos 802.11b, ofrece
velocidades de hasta 54 Mbps Funciona dentro de la banda de
frecuencia de 2.4 GHz y emplea modulación DSSS y OFDM”
(ANDRÉU, 2010).
Las características más relevantes son:
Velocidad máxima de hasta 54Mbps.
Opera en el espectro de 2.4Ghz sin necesidad de licencia.
Compatible con 802.11b.
Modulación DSSS y OFDM.
3.4.4 IEEE 802.11h
“Su objetivo original fue cumplir los reglamentos europeos para
redes WLAN en la banda de 5 GHz, que exigen a los productos
control de la potencia de transmisión (TPC) y selección dinámica
de frecuencia (DFS). El control TPC limita la potencia transmitida al
mínimo necesario para alcanzar al usuario más lejano. DFS
selecciona automáticamente el canal de radio en el punto de
acceso para reducir al mínimo la interferencia con otros sistemas”
(ANDRÉU, 2010).
3.4.5 Estándar 802.11ac
“El nuevo estándar inalámbrico promete ser una revolución, muy
pronto comenzarán a llegar los nuevos dispositivos con el estándar
802.11ac, y es que cada vez demandamos más y más velocidad
inalámbrica debida principalmente al contenido multimedia en alta
definición, sincronización de datos y copias de seguridad de
decenas de gigas” (ANDRÉU, 2010).
40
3.4.6 IEEE 802.11n
“La velocidad real de transmisión podría llegar a los 500 Mbps, lo
que significa que las velocidades teóricas de transmisión serían
aún mayores y debería ser hasta 10 veces más rápida que una red
bajo los estándares 802.11a y 802.11g, y cerca de 40 veces más
rápida que una red bajo el estándar 802.11b.
También se espera que el alcance de operación de las redes
aumente con este nuevo estándar” (ANDRÉU, 2010).
La norma 802.11n aprovecha muchas de las enmiendas previas
pero la gran diferencia es la introducción del concepto de MIMO
(Multiple Input, Multiple Output), múltiples-entradas múltiples
salidas. MIMO implica utilizar varios transmisores y múltiples
receptores para aumentar la tasa de transferencia y el alcance.
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)
MIMO representa el corazón del estándar 802.11n, ya que
fundamentalmente a través de esta técnica se logran velocidades
de hasta 600 Mbps.
Describe un sistema compuesto por un transmisor con múltiples
antenas que transmite a un receptor el cual también está provisto
de múltiples antenas.
Las especificaciones de la familia de estándares 802.11 se puede
observar en la Tabla 3.2.
41
TABLA N°. 3.2: Familias de Estándares 802.11
Estándar
Especificaciones
802.11 Especificaciones de la capa física y MAC de las redes
de área local inalámbrica (infrarrojo y radio de 2.4 GHz).
802.11a Surge en paralelo con 802.11b, pero su uso fue empresarial. Ofrece una velocidad de hasta 54 Mbps, opera a una banda de 5 GHz.
802.11b Mantiene una velocidad limite de 11 Mbps, con un rango
de operación de 50m en interiores de 100 m en exteriores, en una banda de 2.4 GHz.
802.11c Procedimiento de operación de puentes y es parte del estándar 802.11d.
802.11e Adaptación de los requerimientos regionales.
802.11f QoS y extensiones que fluyen a través de 802.11 a/g/h.
802.11g Ofrece una velocidad de 54 Mbps en la banda de 2.4
GHz.
802.11h 54 Mbps WLAN en banda 2.4 GHz.
802.11i Autentificación y cifrado AES.
802.11j 802.11a con canales adicionales para Japón.
802.11k Intercambio de información de capacidad entre clientes y puntos de acceso.
802.11m Mantenimiento, publicación de actualizaciones estándar.
802.11n Nueva generación de WLAN en banda 2.4 GHz que permite velocidad superiores a 500 Mbps.
802.11p Estándar indicado para vehículos.
802.11r Roaming rápido.
802.11s Redes malladas.
802.11v Permitirá una gestión de capa 2.
802.11y Permitirá trabajar en banda 3650 a 3700 MHz.
3.5 Elementos que integran una red inalámbrica.
3.5.1 AP (Acces Point)
“Punto de acceso Inalámbrico es un dispositivo que interconecta
dispositivos de comunicación inalámbrica para formar una red
inalámbrica, también puede transmitir datos por los dos medios
(cableada e inalámbrica). Tiene una dirección IP asignada para
poder ser configurado” (MORO, 2013).
3.5.2 Adaptador de red:
“Dispositivo o placa (tarjeta) que se anexa a una computadora que
permite comunicarla con otras computadoras formando una red,
puede permitir crear una red inalámbrica o cableada, puede venir
42
en forma de placa o tarjeta, que se inserta en la placa madre, estas
son llamadas placas de red” (MORO, 2013).
3.5.3 Antenas
“Son dispositivos con el objetivo de emitir o recibir ondas
electromagnéticas sus características dependen para que se van a
utilizar y su relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de
la señal transmitida o recibida. Podemos encontrar diferentes tipos
de antenas (sectoriales, omnidireccionales, direccionales)”.
(MORO, 2013) como podemos apreciar en la figura 3.2.
Figura 3.2: Tipos de antenas.
3.6 Topologías de redes inalámbricas.
A continuación veremos la arquitectura que puede presentar una
red inalámbrica. Cabe señalar que la comunicación será por
dispositivos físicos denominados terminales. Para el caso de una
red local se contemplan dos tipos de topologías.
3.6.1 IBSS (Independent Basic Service Set)
“Se basan en la comunicación directa entre las estaciones
inalámbricas (clientes inalámbricos) y en la no utilización de punto
de acceso. Las estaciones se conectarán entre ellas
arbitrariamente y de forma dinámica, de manera que todos los
nodos funcionan como enrutadores” (RECALDE, s.f.).
43
La cobertura estará limitada por el alcance de cada estación, como
se puede observar en la figura 3.3.
Figura 3.3: Interrelación del Conjunto de Servicios Básicos Independientes
3.6.2 BSS (Basic Service set).
“Existe un nodo central llamado punto de acceso (AP) que sirve de
enlace para todas las demás estaciones inalámbricas que se
encuentran dentro de la zona de cobertura del AP. Las estaciones
no se pueden comunicar directamente entre ellas, todas las
comunicaciones deberán pasar obligatoriamente por el AP que
será el encargado de gestionar esa información y encaminarla”
(RECALDE, s.f.), como se muestra en la Figura 3.4.
Figura 3.4: Interrelación del Conjunto de Servicios Básicos.
44
3.7 Características de las redes inalámbricas.
3.7.1 Movilidad
La red inalámbrica proporciona al usuario acceso a la información
en cualquier lugar en la que está desplegada.
3.7.2 Simplicidad y rapidez
La instalación de una red inalámbrica es rápida y fácil eliminando la
necesidad de instalación de cables a través de paredes y techos.
3.7.3 Flexibilidad
La tecnología inalámbrica permite a la red llegar a puntos de difícil
acceso para una LAN física de cable.
3.7.4 Costo de propiedad reducido
Mientras que la inversión inicial requerida para una red inalámbrica
puede ser más alta que el costo en hardware de una LAN, la
inversión de toda la instalación y el costo durante el ciclo de vida
puede ser significativamente inferior. Los beneficios a largo plazo
son superiores en ambientes dinámicos que requieren acciones y
movimientos frecuentes.
3.7.5 Escalabilidad
Los sistemas de WLAN pueden ser configurados en una variedad
de topologías para satisfacerlas necesidades de las instalaciones y
aplicaciones específicas de su empresa. Las configuraciones
pueden incorporar fácilmente nuevos usuarios a la red.
45
3.8 Seguridad en redes inalámbricas.
Para poder considerar una red inalámbrica como segura,
(ALARCON, 2009), debería cumplir con los siguientes requisitos.
Las ondas de radio deben confinarse tanto como sea posible.
Esto es difícil de lograr totalmente, pero se puede hacer un
buen trabajo empleando antenas direccionales y configurando
adecuadamente la potencia de transmisión de los puntos de
acceso.
Debe existir algún mecanismo de autenticación en doble vía,
que permita al cliente verificar que se está conectando a la red
correcta, y a la red constatar que el cliente está autorizado para
acceder a ella.
Los datos deben viajar cifrados por el aire, para evitar que
equipos ajenos a la red puedan capturar datos mediante
escucha pasiva.
Aunque la velocidad es importante, existen nuevas características de
seguridad que pueden dar mayor tranquilidad.
El método de seguridad de IEEE 802.11, llamado WEP (Wired
Equivalente Privacy), emplea encriptación de 40 o 128 bits mediante
el algoritmo RC4. Otro estándar, IEEE 802.11i, especifica cómo se
implementa la seguridad en redes inalámbricas, incluyendo 802.11b
y 802.11a. Este estándar es para el tráfico de datos asíncronos y
tráfico común de datos que sea controlado por tiempo, como la voz y
el video. También permite que cada flujo de tráfico emplee políticas
diferentes. QoS es una capacidad esencial para soporte de voz y
datos, pero estos mecanismos necesitarán integrarse con
mecanismos de QoS en redes de infraestructura en general, y eso
tomará tiempo.
Así que aunque es interesante, pueden pasar años antes de que las
aplicaciones en ambientes corporativos puedan aprovechar esta
capacidad.
46
3.8.1 Mecanismos de seguridad
WEP (Wired Equivalente Protocol)
“El protocolo WEP es un sistema de encriptación estándar
propuesto por el comité 802.11, implementada en la capa MAC y
soportada por la mayoría de vendedores de soluciones
inalámbricas. En ningún caso es comparable con IPSec. WEP
comprime y cifra los datos que se envían a través de las ondas de
radio. Con WEP, la tarjeta de red encripta el cuerpo y el CRC de
cada trama 802.11 antes de la transmisión utilizando el algoritmo
de encriptación RC4 proporcionado por RSA Security. La estación
receptora, sea un punto de acceso o una estación cliente es la
encargada de desencriptar la trama”.
OSA (Open System Authentication)
Es otro mecanismo de autenticación definido por el estándar
802.11 para autentificar todas las peticiones que recibe. El principal
problema que tiene es que no realiza ninguna comprobación de la
estación cliente, además las tramas de gestión son enviadas sin
encriptar aún activando WEP, por lo tanto es un mecanismo poco
fiable.
ACL (Access Control List)
Este mecanismo de seguridad es soportado por la mayoría de los
productos comerciales. Utiliza, como mecanismo de autenticación,
la dirección MAC de cada estación cliente, permitiendo el acceso a
aquellas MAC que consten en la Lista de Control de Acceso.
47
CNAC (Closed Network Access Control)
Este mecanismo pretende controlar el acceso a la red inalámbrica y
permitirlo solamente a aquellas estaciones cliente que conozcan el
nombre de la red (SSID) actuando este como contraseña.
Cifrado WEP
El mecanismo de cifrado básico definido en el estándar 802.11 es
el WEP (Wireless Equivalente Privacy). WEP es un algoritmo de
encriptación que permite codificar los datos que se transfieren a
través de la red inalámbrica y autenticar los dispositivos móviles
que se conectan a los puntos de acceso.
El cifrado WEP se basa en un cifrado de flujo simétrico que utiliza
el algoritmo RC4. La clave del cifrado de flujo se obtiene de aplicar
al conjunto de una clave estática de longitud variable (entre 40 y
104 bits) y un vector de inicialización (IV) fijo de 24 bits el algoritmo
de cifrado. Todo ello se suma, bit a bit, con los datos en claro para
obtener el resultado final.
3.8.2 Autenticidad y privacidad
Al igual que en el resto de redes la seguridad para las redes
wireless se concentra en el control y la privacidad de los accesos.
Un control de accesos fuerte impide a los usuarios no autorizados
comunicarse a través de los AP, que son los puntos finales que en
la red Ethernet conectan a los clientes WLAN con la red. Por otra
parte, la privacidad garantiza que solo los usuarios a los que van
destinados los datos trasmitidos los comprendan. Así, la privacidad
de los datos transmitidos solo queda protegida cuando los datos
son encriptados con una clave que solo puede ser utilizada por el
receptor al que están destinados esos datos. Por tanto, en cuanto a
seguridad, las redes wireless incorporan dos servicios: de
autenticación y privacidad.
48
Autenticidad
Los sistemas basados en 802.11 operan muy frecuentemente
como sistemas abiertos, de manera que cualquier cliente
inalámbrico puede asociarse a un punto de acceso si la
configuración lo permite. También existen listas de control de
accesos basadas en la dirección MAC, disponiendo en el AP de
una lista con los clientes autorizados para rechazar a los que no lo
están. También es posible permitir el acceso a cualquier nodo que
se identifique y que proporcione el SSID (Service Set ID) correcto.
Privacidad
Por defecto, los datos se envían sin utilizar ningún cifrado. Si se
utiliza la opción WEP los datos se encriptan antes de ser enviados
utilizando claves compartidas, que pueden ser estáticas o
dinámicas. Para realizar el cifrado se emplea la misma clave que
se usa para la autenticación WEP. También se pueden utilizar otros
mecanismos más potentes, como WPA o el nuevo estándar
802.11i.
3.9 Arquitectura de la Red.
Es un sistema funcional compuesto de equipos de transmisión, de
programas y protocolos de comunicación y de una de la
infraestructura cableada o radioeléctrica que permite la transmisión
de datos entre los diferentes componentes. Podemos encontrar
cuatro tipos de arquitecturas.
3.9.1 Arquitectura Punto a Punto
Cuando hablamos de un enlace punto a punto, nos referimos a uno
en el cual toda la comunicación se produce entre dos puntos, y sólo
entre éstos. El caso más simple y tal vez el más común es el de la
unión de dos equipos mediante un cable. Una comunicación punto
49
a punto half-duplex requiere de un cable que una ambos nodos;
una comunicación punto a punto full-dúplex requiere de dos cables
que unan ambos nodos, o alguna forma de que dos señales
puedan viajar al mismo tiempo en sentidos diferentes por el mismo
medio de comunicación, como por ejemplo modular cada una de
ellas con diferente frecuencia portadora. Podemos apreciar esta
arquitectura en la figura 3.5.
Figura 3.5: Arquitectura punto a punto
3.9.2 Arquitectura Punto a multipunto
En un enlace punto a multipunto, existe un punto central que se
comunica con varios otros puntos remotos. Generalmente esto
implica que la comunicación es solamente entre el punto central y
los remotos, y de éstos hacia el central; no existe comunicación
entre los remotos. Esta topología por lo general implica una
comunicación half-duplex, aunque existen casos en que se utiliza
una conexión del punto central a todos los remotos y otra
compartida por los remotos, por lo que es posible que el central y
un remoto hablen a la vez. Esta arquitectura podemos apreciar en
la figura 3.6.
50
Figura 3.6: Arquitectura punto multipunto.
3.9.3 Arquitectura Celular
La arquitectura celular está compuesta por áreas circulares o
hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el
centro. La topología celular es un área geográfica dividida en
regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En
esta tecnología no existen enlaces físicos; solo ondas
electromagnéticas. La ventaja obvia de una topología celular
(inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la
atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los
satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran
presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden
sufrir disturbios y violaciones de seguridad. Podemos apreciar esta
arquitectura en la figura 3.7.
Figura 3.7: Arquitectura Celular
51
3.9.4 Arquitectura Mesh
Una Red Mesh Inalámbrica (WMN) es una de red compuesta por
nodos organizados en una topología mesh (malla). El área de
cobertura, de todos los nodos actuando como uno sólo, se llama
nube de la malla (mesh cloud).
La forma de operar que tienen éstas redes consiste en que los
datos van a saltar de un nodo a otro hasta que llegue a su destino.
Los algoritmos de ruteo dinámico, utilizados en éste tipo de red,
necesitan que cada nodo comunique información de ruteo a otros
nodos en la red. Cada nodo determina que hacer con los datos que
recibe, ya sea pasarlos al próximo salto o quedárselos,
dependiendo del protocolo utilizado.
El algoritmo de ruteo usado siempre debería asegurar que la
información tome el camino más apropiado de acuerdo a una
métrica. Una métrica es el valor por el cual los protocolos
determinan cual ruta tomar o a cuál nodo comunicarse. Podemos
apreciar esta arquitectura en la figura 3.8.
Figura 3.8: Arquitectura Mesh.
52
CAPITULO 4
DESARROLLO
53
4 DESARROLLO
Para cumplir con el objetivo planteado en este Trabajo de Grado se
realizarán diversas actividades divididas las cuales se enumeran a
continuación.
4.1 Levantamiento de la información.
Perfil Topográfico de la zona en estudio.
Para determinar el perfil topográfico de la Brigada 13BI “Pichincha”
se utilizo la información del Instituto Geográfico Militar de Data de
Elevación del Terreno Digitalizada (DTED). Adicionalmente, se utilizó
un dispositivo GPS (Global Positioning System) para obtener las
coordenadas de la posición.
Con dichas coordenadas se puede conocer la distancia que separa
los puntos de conexión del edificio comando y el casino de
voluntarios. Utilizando el programa Google Earth y las coordenadas
obtenidas se ubico el lugar y algunas características relacionadas
con su entorno, como se pueden observar en la figura 4.1.
Figura 4.1: Perfil topográfico
54
Ubicación de las antenas.
En el sitio de la antena transmisora va estar ubicada en el sector del
edificio comando en el departamento de operaciones por otro lado la
antena receptora se encuentra en el Casino de Voluntarios, la
distancia es de 200mts, como podemos observar en la figura 4.2.
Figura 4.2: Ubicación de las antenas.
Coordenadas de las antenas
TABLA N°. 4.1: Coordenadas de los puntos de conexión
Orden Nombre Coordenadas Distancia
entre
puntos
01 Edificio
Comando
(TX).
0° 22’ 17.64”.
S
200m aprox.
78° 34’ 22,29”.
W
02 Casino de
voluntarios.
(RX).
0° 29’ 11.85”.
S
78° 34’ 22,10”.
W
55
Elección de la tecnología inalámbrica.
La tecnología a utilizar en el diseño se analizó las características,
ventajas y desventajas de las diferentes tecnologías inalámbricas
dándole mayor relevancia a los parámetros de interconexión. Se
tomó en cuenta el ancho de banda que necesita una red para
soportar aplicaciones de voz y datos. El ancho de banda mínimo
requerido para aplicaciones de correo electrónico y navegadores
Web es de 1 a 100Kbps y de 50 a 100Kbps, respectivamente. Para
el caso de Voz IP (voz sobre IP) se requiere un ancho de banda
mínimo entre los 64Kbps y los 100Kbps, y en casos de dispositivos
half-duplex hasta los 200Kbps.
4.2 Software a utilizar.
Los software que utilizaremos son los siguientes:
4.2.1 Software Chanalyzer.
El primero es Chanalyzer que ofrece una visión muy clara de lo
que está pasando en el aire en forma de gráficos, y nos permite
compararlos con muestras incluidas de señales de todo tipo de
aparatos (teléfonos DECT, hornos microondas, señales 802.11,
Zigbee, etc.).
Este programa se ofrece en versión para Windows o Mac. Esta
herramienta de software combina el uso de Wi-Spy con la propia
tarjeta Wi-Fi del equipo donde se ejecuta (normalmente portátil
para mostrar en la misma ventana las redes observadas, además
de su análisis de espectro como podemos apreciar en la figura 4.3.
56
Figura 4.3: Software Chanalyzer
4.2.2 Software InSSIDer.
Otra herramienta aplicada al proyecto es InSSIDer es gratuita y no
necesita del hardware Wi-Spy. Funciona con cualquier tarjeta Wi-Fi
y muestra las redes Wi-Fi que se encuentran alrededor con toda la
información necesaria sobre ellas.
Trabaja en la frecuencia de 2.4 MHz al que le han desarrollado un
firmware adaptado y un software para hacer de analizador de
espectro, como se muestra en la figura 4.4.
Figura 4.4: Software InSSIDer
57
4.2.3 Ekahau HeatMapper.
Ekahau HeatMapper es una herramienta rápida y sencilla que
proporciona un mapa con las posiciones de la cobertura de redes
WiFi. Esto permitirá saber dónde es más fuerte la señal ya que
cuanto más cerca se está del router o del punto de acceso la señal
es más fuerte.
Es una aplicación gratuita que muestra en un mapa la cobertura de
redes inalámbricas y localiza también todos los puntos de accesos.
Incluye una vista en tiempo real de los puntos de accesos y sus
configuraciones.
Para utilizar esta aplicación solo necesitas una PC portátil con
sistema operativo Windows y con tecnología inalámbrica, la
instalación de este programa solo tarda un minuto. También es
capaz de detectar configuración de seguridad de redes abiertas,
diseñado para el hogar y pequeñas oficinas.
Soporta 802.11n así como también a/b/g y está disponible para
plataformas de Windows XP, Vista y Windows 7, como podemos
observar la figura 4.5.
Figura 4.5: Ekahau HeatMapper.
58
4.2.4 Airlink.
Esta herramienta de ubuquiti ayuda a realizar los enlaces, para
utilizar esta herramienta debemos tener instalado el plugins google
eart, como podemos observar en la figura 4.6. Las características
más resaltantes son:
Utiliza los datos de elevación del terreno para el cálculo de la
cobertura.
Indica la intensidad de la señal recibida en varios puntos a lo
largo del trayecto.
Realiza un perfil del área de cobertura entre dos puntos de la
red, en donde se muestra la primera zona de Fresnel.
Figura 4.6: Software de Airmax.
4.3 Análisis espectral.
Para ésta actividad fue necesario utilizar un analizador de espectro,
el cual es un equipo de medición electrónica, que por medio de una
antena, permite visualizar en una pantalla los componentes
espectrales de las frecuencias captadas a la entrada de dicha
antena. Haciendo uso del analizador de espectro, se observó el
espectro de frecuencia de la zona en que fue basado el diseño del
sistema, con el fin de garantizar que la banda de operación de la
tecnología inalámbrica elegida no sufriera interferencias.
59
Haciendo uso del analizador de espectro se logró identificar las
interferencias que podrían afectar el diseño de la red inalámbrica.
Los resultados mostraron que no hay interferencias causadas en la
zona de implementación de la red.
Por lo que la red a implementar se realizara en el canal número uno.
La cual está en el rango de frecuencia de 2432MHz a 2434MHz sin
mayor Interferencia. Como podemos observar en la figura 4.7.
Figura 4.7: Análisis espectral.
4.4 Equipos a instalar.
4.4.1 Ubiquiti Nanostation 5
“Las antenas NanoStation son dispositivos diseñados para avanzar
en el Global Wireless ISP de la industria al siguiente nivel. Con un
diseño compacto para interiores y exteriores con una interfaz
amigable, potente y simple” (AIRE.EC, s.f.).
NanoStation tiene un desempeño con un diseño revolucionario
que combina una alta ganancia de los sistemas de antena y la
arquitectura avanzada de radio que permite el rendimiento de
procesamiento, estabilidad y capacidad que rivalizan incluso las
redes WiMax de gama más alta como se muestra en la figura 4.8.
60
Figura 4.8: Antenas NanoStation5
Caracteristicas de las antenas Nano Station5.
En la tabla 4.2 se puede observar las especifícaciones de la antena
Nano Station 5.
TABLA N°. 4.2: Especificaciones de la antena
ESPECIFICACION DESCRIPCION
Modo de funcionamiento AP, Cliente, WDS.
Frecuencia
5.8 Ghz
Rendimiento 25 Mbps
Antena Interna Panel de doble polarización de 14 dBi
Antena Externa Opcional, conector RP-SMA
Montaje Exterior
Firmware AirOS
Protección +/- 15 Kv (Antena e interface ethernet)
Alimentación PoE (incluye inyector) 12 V, 0,8 A
Indicador nivel de señal de enlace:
Niveles 4
Encriptación WEP, WPA, WPA2
Puerto LAN
1x RJ45 10/100 Mbps
Dimensiones 163 x 31 x 80 mm
Peso 0,18 kg
Interface LAN, Wi-Fi
Sistema operativo soportado AirOS V
Polarización: Lineal (horizontal y vertical)
Ancho de Haz H-pol: 60°/60 Ancho de Haz V-pol: 60°/60°
61
4.4.2 Unifi UAP-LONG Range 2.4GHz.
“La UAP-Long Range tiene un alcance mayor que la UAP modelo
base con un alcance de hasta 600 pies. Los puntos de acceso
UniFi cuentan con la última tecnología MIMO Wi-Fi 802.11n, capaz
de alcanzar velocidades de 300Mbps con un alcance de hasta 500
pies (152m)” (STREAKWAVE, s.f.). Podemos apreciar la antena en
la figura 4.9.
Figura 4.9: Unifi UAP-Long Range 2.4GHz
La gama de Unifi AP-Long utiliza un diseño limpio industrial que
combina a la perfección en los entornos típicos. Todos los
accesorios están incluidos para montar los dispositivos, ya sea en
la pared o el techo.
También se incluye Power Over Ethernet (POE) que permite la
funcionalidad de alimentación y datos para llevar a través de un
único cable Ethernet al dispositivo.
En la parte frontal del centro del dispositivo, el equipo dispone de
un anillo de LED, que proporciona al administrador el seguimiento
de la ubicación y alertas de cada dispositivo.
62
UniFi es la solución Wi-Fi escalable para empresas, fácil de
implementar y administrar.
El punto de acceso tiene un diseño elegante y se puede colocar
fácilmente en una placa del techo o en la pared, utilizando para ello
el hardware de montaje incluido.
El sistema Wi-Fi UniFi incluye un potente software de control. El
software se instala en cualquier PC dentro de la red y es fácilmente
accesible a través de cualquier navegador web.
A través del software de control de Unifi, la red empresarial Wi-Fi
puede ser configurada y administrada sin ningún entrenamiento
especial.
Funciones avanzadas como la consulta del estado del dispositivo
en tiempo real, detección automática de dispositivos Unifi, carga
del mapa de ubicación de los equipos y las opciones de seguridad
están perfectamente integradas.
Las Especificaciones técnicas del UAP-Long Range 2.4GHZ se
pueden observar en la Tabla 4.3.
63
TABLA N°. 4.3: Especificaciones técnicas del UAP-Long Range 2.4GHZ.
ESPECIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
Puerto Ethernet 10/100Mbps
Antena incorporada
omnidireccional
(2.32 - 2.55 GHz).
Peso 290 g (430 g con kit de montaje)
Estándar Wi-Fi 802.11 b/n/g
Dimensión 20 x 20 x 3.65 cm
Fuente de Alimentación POE 24V, 1A incluida
Alimentación a través de Ethernet
(12-24V).
Seguridad inalámbrica WEP, WPA-PSK, WPA-
TKIP, WPA2 AES, 802.11i.
Montaje para pared/techo Kit incluido
Temperatura de funcionamiento -10°C a 70°C (14°F a
+158° F)
Humedad de funcionamiento 5% - 80%.
Gestión Avanzada de Tráfico
802.1Q VLAN QoS Avanzado
priorización WLAN Soporta WMM Aislamiento de Clientes
de voz, video, mejor esfuerzo, y de fondo Clientes concurrentes
100 +
Botón Restablecedor
Modo ahorro de energía soportado
64
4.5 Configuración de equipos Ubiquiti.
En este proceso vamos a realizar la configuración de los equipos de
transmisión, recepción y antena de wifi.
4.5.1 Configuración de la IP fija de su PC
Como primer paso se debe poner una direccion fija en la tarjeta de
red de su computadora, esta direccion esta en el rango de
192.168.1.X, el dispositivo trae de fabrica la direccion IP
192.168.1.20 para este proyecto se utilizará la direccion
192.168.1.10. como se muestra en la figura 4.10.
Figura 4.10: Configuración de las IP.
Luego de configurar la pc, conetamos la antena Tx a la PC
como mustra en la figura 4.11.
Figura 4.11: Conexión de la antena TX a la computadora
65
4.5.2 Configuración de la antena Tx.
Configuracion de la antena en la pestaña network
Configuracion de parametros de red en la antena Tx, en modo
bridge, direccion IP bridge estatico.
La direccion IP para este equipo sera 192.168.1.10 y la
puerta de enlace es 192.168.1.1.
Se abre el navegador de internet y se coloca la direccion IP
http: //192.168.1.20.
Se despliega la pantalla de configuracion de la antena
NanoStation5 la cual nos pide una clave y contraseña.
Usuario: ubnt
Password: ubnt
Luego de estos pasos se abrela pestaña network y se configura la
antena, como se puede observar en la figura 4.12.
Figura 4.12: Configuración de la antena en la pestaña network
66
Configuracion de los parametros wireless
Se configurarón los siguentes parametros:
Modo inalambrico: Punto de acceso.
SSID: casino13bi.
Seguridad: WPA2-AES
Tipo de autenticacion: Abierto.
WAP clave per-compartidas: ejercitoecuador, como se puede
observar en la figura 4.13
Figura 4.13: Configuración de la antena en la pestaña wireless.
Luego de todas las configuraciones se hace click en aplicar y la
antena configurara todos los cambios realizados, como se puede
observar en la figura 4.14.
67
Figura 4.14: Ventana de Aplicación.
4.5.3 Configuración de Antena Rx.
Para que la antena Rx ubiquiti pueda enlazarse a nuestro AP debe
ser configurada en modo estación, para lo cual se debe seguir
los pasos y la configuración de la opción Modo de red de manera
idéntica a la configuración de la antena transmisora. Luego se
deberá configurar los siguientes parámetros.
Configuración de Red (Wireless).
En esta ventana se debe configurar a la antena receptora ubiquiti
en modo estación.
Modo inalambrico: Estacion.
Seleccionar el AP. SSID: casino13bi.
Al hacerlo se despliega varios SSID donde buscamos el AP.
Casino13bi, luego aparece la dirección Mac del equipo.
Seguridad: WPA2-AES
Tipo de autenticacion: Abierto.
WAP clave per-compartidas: ejercitoecuador.
68
Toda la configuracion podemos observar en la figura 4.15.
Figura 4.15: Configuración de Wireless.
Se debe colocar los parámetros idénticos a las del AP, ya que
si se los cambia la antena receptora no podrá enlazarse.
Los demás parámetros se lo deja por default y finalmente se da
click en cambiar y aplicar.
4.5.4 Configuración Long Range 2.4GHz
El sistema inalámbrico UniFi Enterprise, es una solución escalable
de puntos de acceso que pueden ser fácilmente desplegados y
gestionados de forma centralizada. Para poder configurar y/o
monitorear los equipos, es necesario un PC o MAC que tenga
instalado el software de Ubiquiti, estos equipo será el único que
gestione los AP’s.
69
Para este proyecto se instalará el software en una portátil para
únicamente crear la red y una clave de autentificación. Este equipo
será configurado como DHC para lo cual a los usuarios se les será
asignados automáticamente IPS dinámicas por el equipo antes
mencionado.
El software de control se puede instalar desde el CD-ROM
incluido en el paquete del producto o bien, descargarlo del
siguiente enlace:
http://ubnt.com/downloads/unifi-controller-software, como
muestra la figura 4.16
Figura 4.16: Instalación de controlador Unifi.
Una vez instalada la aplicación, conectamos el equipo y
abrimos el programa. Se puede ver como se inicia el
controlador, así como muestra la figura 4.17.
Figura 4.17: Buscando Controlador Unifi.
70
Una vez encontrado el equipo pulsamos sobre “Launch a
Browser to Manage Wireless Network” para abrir una ventana
de navegador y acceder al menú de configuración del
controlador, así como muestra la figura 4.18.
Figura 4.18: Controlador Unifi Encontrado.
Al aparecer la página principal en el navegador, se procede a
elegir el país en el que va ser instalado los equipos en este
caso Ecuador, como muestra la figura 4.19.
Figura 4.19: Selección de País.
Dar un clic en Discover para poder marcar la dirección Mac del
equipo que se quiere configurar, como muestra la figura 4.20.
71
Figura 4.20: Selección de dirección Mac.
Se especifica un SSID (nombre de red Wi-Fi) y una clave de
seguridad.
Secure SSID: casino13bi.
Security Key: oficiales13bi
Así como muestra la figura 4.21.
Figura 4.21: Nombre de red y Clave
.
Luego se crea una cuenta de administración y una clave de
ingreso al sistema, así como muestra la figura 4.22.
72
Figura 4.22: Nombre de Administrador y Clave del sistema
Finalmente hacer click en siguiente y finalizar, al hacerlo se
actualizara nuevamente la página web de nuestro navegador,
seguidamente nos solicitará que se ingrese a la cuenta del
administrador.
Admin Name: admin
Password: Powerfast
Así como muestra la figura 4.23.
Figura 4.23: Autentificación del Sistema
Para tener una orientación de cómo va a radiar la señal, se
puede cargar un plano del lugar de implementación de la
antena omnidireccional Unifi. De esta forma, si hay algún
problema el administrador podrá localizar rápidamente donde
se encuentra instalado, así como muestra la figura 4.24.
73
Figura 4.24: Ubicación de Unifi Long Range.
Después que se ha conectado el AP a la red LAN, el servidor
DHCP les asignará un IP dinámicamente y serán mostrados en
un listado, pendientes de ser aprobados, así como muestra la
figura 4.25.
Figura 4.25: Administración de usuarios en espera.
Para poder aprobarlos, simplemente se pulsa sobre el botón
“Adopt”, así como muestra la figura 4.26.
74
Figura 4.26: Administración de Usuarios Aceptados.
Con la configuración realizada con estos equipos se ha logrado
cubrir la señal en un 99% en el casino de voluntarios de la 13 B.I
“Pichincha”.
4.5.5 Descripción de la Arquitectura.
La arquitectura seleccionada para el proyecto es de tipo punto-
multipunto, porque permite que varios usuarios puedan compartir
un mismo servicio, con una eficiente distribución del ancho de
banda. También es ideal por cumplirse la condición de tener
línea de vista con todos los usuarios del servicio con el nodo de
distribución. Esto desde luego va enlazado a los requerimientos
económicos, ya que una arquitectura de este tipo, brinda la
facilidad de interconectar de modo más barato a un nodo con
muchos puntos de usuarios. La figura 4.27 muestra un diagrama
esquemático de la arquitectura implementada.
75
RED INALAMBRICA WI-FI PARA EL CASINO DE
VOLUNTARIOS DE LA 13-BI¨PICHINCHA¨
E
D
I
F
I
C
I
O
C
O
M
A
N
D
O
C
A
S
I
N
O
D
E
V
O
L
U
N
T
A
R
I
O
S
PoE
Alimentacion
Electrica y
datos
ANTENA TX
AP
Nano Station5
ANTENA RX
Estacion
Nano Station5
PoE
Alimentacio
Electrica y
datos
ANTENA WI-FI
Uap Long
Range
USUARIOS
Personal
MilitarSERVIDOR
De Internet
Figura 4.27: Esquema de la arquitectura propuesta.
El personal militar accede a los servicios prestados por la red
Ethernet, a través de la conexión inalámbrica y dentro de los
rangos de cobertura de 180 mts establecidos en la red inalámbrica.
A continuación se describe brevemente como está constituida
nuestra red implementada en el casino de la Brigada de Infantería
N° 13 “Pichincha”: El punto de internet asignado se encuentra en el
edificio comando, sala de operaciones el cual nos facilita el servicio
de internet. Mediante un cable de red se conecta a la antena
NanoStation5, La antena Tx NanoStation5 ubicada en la pared del
edificio comando, transmite vía inalámbrica la señal de internet
hacia el casino de voluntarios. La antena Rx NanoStatio5 ubicada
en una esquina del casino recibe la señal inalámbrica emitida por
la antena Tx. La antena Unifi UAP Long Range que es la antena
omnidireccional, la cual emite la señal de internet con un radio de
180 mts a la redonda del casino de voluntarios.
76
4.5.6 Dimensionamiento
El dimensionamiento de la red se ha realizado teniendo en cuenta
que se necesita un ancho de banda y unos tiempos de respuesta.
Es por esta razón que se han buscado interconectar la ubicación
entre las antenas y debe cumplir con la condición de línea de
visión directa. Este requisito no es indispensable para tener
conectividad, pero es necesario para el funcionamiento óptimo.
Otra de las condiciones es que las ubicaciones fueran propiedad
del Ayuntamiento, con el fin de que fuese más económico el
despliegue de la red, como se muestra en la figura 4.28.
Servidor
SERVIDOR
9 MegasAP ESTACION CASINO
24Mbps
1 MEGA
1 MEGA
Figura 4.28: Dimensionamiento de la red wifi.
Equipo que soporta la wifi.
TABLA N°. 4.4: Consumo del Internet
Usuarios que abarca
100 Usuarios
Consumo de
mensajes
1 Mega
Internet 1Mega
Video Conferencia
250 Kbys
77
4.5.7 Aplicación de la red.
Representa una herramienta importante para su aplicación, sobre
todo para el personal militar que reside en la 13BI ”Pichincha”
como una solución al excesivo gasto económico que representa la
comunicación con sus familias y personas que conocen , aplicando
redes sociales, correos electrónicos, y video conferencia, etc. Esto
significa que podrán disfrutar del internet en horarios no laborables
del personal militar mediante equipos electrónicos que dispongan.
A continuación se puede visualizar la velocidad de transmisión y
recepción de datos a la cual la red está trabajando para lo cual
nos ayudaremos de un programa medidor de velocidad que nos
proporciona CNT como nos muestra en la figura 4.29 el mismo que
nos permite medir los siguientes parámetros:
Velocidad de descarga: 1.11 Mbps
Velocidad de subida: 1.05 Mbps
Ping: 44ms
Dirección IP: 200.93.248.30
Figura 4.29: Medidor de velocidad. Fuente: Medidor de Ancho de Banda CNT
78
4.6 Implementación de la Red.
Se realizó la simulación de la red punto a punto con los equipos
Nanostation5 en el simulador Airlink.
Como primer paso en la computadora se abre una página en internet
www.ubnt/airlink/
Se realiza la configuración de los equipos el primero como Acces
Point y la antena receptor como Station, en los parámetros de
Station Name,frecuency Bands,Radio Divece,Town heigh los demás
parámetros dejamos por defaul, como podemos ver en la figura 4.30.
Figura 4.30: Simulador Airlink.
Luego damos click en el botón View calculations, para poder
observar los datos de elevación del terreno, el cálculo de la
cobertura,Indica la intensidad de la señal recibida en varios puntos a
lo largo del trayecto, Realiza un perfil del área de cobertura entre dos
puntos de la red, en donde se muestra la primera zona de Fresnel,
como se ve en la figura 4.31.
79
Figura 4.31: Cálculos de cobertura del enlace.
Con las configuraciones necesarias, pruebas de funcionamiento y
simulaciones realizados, se procede a la implementación física de
la red wifi.
Para la instalación de la antena transmisora (AP) en el edificio
comando, se procede a conectar un PoE a la fuente de
alimentación de un extremo y del otro a la antena - Router
respectivamente como se muestra en la figura 4.32.
Figura 4.32: Conexión del Router y PoE.
80
Colocado el PoE de alimentación se procede a conectar del puerto
LAN de mencionado equipo, un cable de red categoría 5e para
exteriores, el mismo que se acopla a la antena transmisora
Ubiquiti NanoStation 5, ubicado en la pared del edificio comando
de la Brigada con una base como se muestra en la figura 4.33.
Figura 4.33: Instalación de Antena transmisora.
Ya instalada la antena transmisora, se procede a seguir los
mismos pasos para la antena receptora en el sector del casino de
voluntarios de la Brigada, el cual esta aproximadamente a unos
200m con línea de vista al edificio comando como se muestra en la
figura 4.34.
81
Figura 4.34: Instalación de Antena receptora en el casino.
Implementada la Antena receptora, se procede a instalar la antena
omnidireccional Unifi UAP Long Range, para lo cual se acopla el
puerto LAN del PoE de la antena receptora con el puerto LAN de la
Antena Omnidireccional Unifi mediante un cable de red categoría
5e para interiores, del otro puerto del PoE a la Antena
omnidireccional y Antena receptora NanoStation5 respectivamente
como se muestra en la figura 4.33.
Figura 4.35: Instalación de la Antena Omnidireccional en el casino
82
4.6.1 Funcionamiento de la Red.
Ya implementada la red Wi-Fi en el casino de voluntarios de la
13BI “Pichincha”, se procede a detallar paso a paso la manera
como se debe conectar el usuario a la Red “casino13bi”:
Se debe activar el Wireless de nuestro computador, que por lo
general se encuentra en la parte superior del teclado de una
portátil y si es una computadora de escritorio se lo encuentra en
la barra de tareas en los iconos de acceso rápido como se muestra
en la figura 4.34.
Figura 4.36: Conexión de Wireless del computador.
Luego se debe dar un click en la opción centro de redes y recursos
compartidos que se encuentra en la barra de tareas, en esta
opción se puede ver todas las redes que la antena Wireless ha
podido captar. En este caso se procede a elegir la red titulada:
“casino13bi”. Al hacerlo después de unos segundos solicitará una
clave de autentificación paro lo cual se deberá colocar la palabra:
“oficiales13bi” como se muestra en la figura 4.35.
83
Figura 4.37: Clave de seguridad de la Red.
Si la red se ha enlazado satisfactoriamente aparecerá de la
siguiente manera como se muestra en la figura 4.36.
Figura 4.38: Conexión de la Red implementada en el casino.
Para verificar que la red está funcionando se accede a una página
de navegación web como se muestra en la figura 4.37.
84
Figura 4.39: Página de navegación con la Red “casino13bi”.
4.7 Tabla de presupuesto.
El costo estimado del proyecto abarca un monto de $640.00
dólares, los cuales se desglosan como se muestra en la Tabla 4.4.
TABLA N°. 4.5: Presupuesto.
PRESUPUESTO
CANTIDAD DESCRIPCIÓN V.
UNITARIO
V.
TOTAL
1 Unifi UAP Long
Range 130.00 130.00
1 Rollo de Cable
UTP. 50.00 50.00
2 Antenas
Nanostation5. 180.00 360.00
1 Extras. 100.00 100.00
TOTAL 640.00
85
CAPITULO 5
RESULTADOS DE LA RED INALÁMBRICA WI-FI
86
5 RESULTADOS
5.1 Análisis de Resultados.
Luego de haber implementado la red inalámbrica en el casino de
voluntarios, se pudo realizar diferentes tipos de pruebas,
Solucionados de manera inmediata los problemas de la red, con la
ayuda de nuestro Director y Codirector de tesis.
5.2 Pruebas de Equipos.
Se probó directamente a los equipos instalados en la 13- BI
”Pichincha” que comprenden desde la verificación de los
parámetros, especificaciones técnicas y funcionalidad de la
presente red inalámbrica de comunicaciones. Estas pruebas se
realizaron para la verificación del nivel de recepción de la señal,
según sus correspondientes especificaciones técnicas.
Para el enlace de las antenas NanoStation5, no fueron necesarios
realizar muchas ubicaciones ya que el lugar era despejado y se
tenía línea de vista para una buena transmisión/recepción de
datos.
5.2.1 Pruebas con InSSIDer.
Con este software podemos realizar la visualización de la potencia
de señal de nuestra red inalámbrica en el AP. Dentro del casino de
voluntarios de la 13 BI “Pichincha”.
El análisis espectral las realizamos en tres partes distintas del
casino en la parte norte, sur y centro del casino donde se
encuentra nuestro el AP.
87
En la primera grafica es tomada en la parte norte del casino se
muestra la intensidad de la señal es de -49db y se encuentra en el
canal número uno, como podemos observar en la figura 5.1.
Figura 5.1: Análisis espectral en la parte norte del casino.
En la segunda grafica es tomada en la parte sur del casino se
muestra la intensidad de la señal es de -51db y se encuentra en el
canal número uno, como podemos observar en la figura 5.2.
Figura 5.2: Análisis espectral dela parte sur del casino.
88
En la tercera grafica es tomada en la parte central del casino cerca
de nuestro AP.
La intensidad de la señal es de -32db y se encuentra en el canal
número uno, como podemos observar en la figura 5.3.
Figura 5.3: Análisis espectral de la centro parte sur del casino
5.3 Pruebas de comunicación de Red.
Se realizaron todas las pruebas para que el servicio de internet en
el casino de voluntarios quede en óptimas condiciones para su uso
se ingresó a este servicio a diferentes equipos como son: tablet’s
celulares, laptops, adquiriendo una buena recepción de señal en
los equipos.
5.4 Resultado de pruebas de la Red.
Se concluyó que las pruebas resultaron satisfactorias, puesto que
la red funcionó como se esperaba durante la realización de este
proyecto, las mismas que fueron realizadas en presencia de los
señores militares que prestan servicio en la 13BI”Pichincha”
89
finalmente se muestra al personal militar haciendo uso del
servicio de Internet en el casino como se muestra en la figura 5.4.
Figura 5.4: Personal militar utilizando el Internet en el casino.
90
CAPITULO 6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
91
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se tienen las siguientes conclusiones y recomendaciones para el
proyecto de la red inalámbrica del casino de voluntarios de la 13BI
“Pichincha”.
6.1 CONCLUSIONES.
Las redes inalámbricas se perfilan como una de las tecnologías
más prometedoras de los próximos años. Ya que han
avanzado mucho en esta última década y se están dando pasos
importantes en la consolidación de las comunicaciones
inalámbricas.
Las redes inalámbricas han venido a revolucionar el mercado
de las comunicaciones, no sólo de datos, ahora también para la
voz y el video, propiciando una integración total de medios para
las empresas, las instituciones y el servicio público en general.
Se pudo establecer que para el enlace punto a punto las
antenas deben estar configuradas el transmisor como AP y la
otra como Estación, si no se toma en consideración este
aspecto la red nunca establecerá una conexión.
Respecto a la aplicación del software utilizado para la
configuración de la antena omnidireccional UAP Long Range se
debe tomar en cuenta que este debe estar actualizado a la
fecha de instalación.
La seguridad en las redes inalámbricas es una necesidad,
debido a la información que por ellas se transmite. Sin
92
embargo, la gran mayoría de las redes inalámbricas
actualmente instaladas no tienen configurada seguridad
alguna, o poseen un nivel de seguridad muy débil, con lo cual
se está poniendo en peligro la confidencialidad e integridad de
dicha red de datos.
Los equipos utilizados en el proyecto de tesis, proporcionan
versatilidad en su servicio, fácil implementación y garantía
eficiente.
La red implementada tuvo una aceptación favorable por parte
del personal militar que reside en la unidad, ya que se redujo
considerablemente el excesivo gasto económico en telefonía.
Este proyecto dio solución a una de las necesidades y
problemas de comunicación y desintegración familiar que tienen
los militares.
6.2 RECOMENDACIONES.
Dar capacitación técnica al administrador de la red inalámbrica,
dentro y fuera de la Brigada, para que éste pueda dar un mejor
mantenimiento a la red inalámbrica y un mejor soporte a los
usuarios.
Informar a los usuarios de los servicios y beneficios de la red
inalámbrica, así como de su funcionamiento, además solicitar
que se enmarquen en las políticas de seguridad establecidas.
93
Implementar un sistema de procedimientos
estandarizados para la configuración de los Puntos de Acceso
y demás dispositivos inalámbricos instalados.
Dar mantenimiento de manera frecuente a los servidores de
autenticación, y revisar el estado físico de los mismos cada
cierto tiempo.
Dar capacitación a los voluntarios que se encuentran en la 13 BI
“Pichincha”, sobre el uso de la tecnología inalámbrica Wi-Fi.
94
7 BIBLIOGRAFÍA
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ANDRÉU, J. (2010). Redes Locales. España: Editex.
ATELIN, P. (2010). Redes informáticas: conceptos fundamentales.
Barcelonas: ENI.
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GRIERA, J. (2008). Estructura de redes de computadores. Barcelona.
HUIDOBRO, J. (2010). Sistemas telemáticos. España: Thomson.
MORO, M. (2013). Infraestructuras de redes de datos y sistemas de
telefonía. Madrid: Parainfo.
PÉREZ, C. (2009). Sistemas de telecomunicación. España: Eujoa.
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comunicaciones. Valnecia: Guada.
TANENBAUM, A. (2003). Redes de Computadores. México: Pearson.
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STREAKWAVE. (s.f.). Antena UAP-LR UniFi AP. Recuperado el 25 de
11 de 2013, de http://www.streakwave.com/itemdesc.asp?ic=UAP-LR
95
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trabajos/resumenes/gr01-RedesInalambricas.pdf
Latacunga, Febrero del 2014
Hurtado Lozada Diego Danilo Guilcapi Duchi Luis Alfonso
CBOS. ELEC. CBOS. ELEC.
Ing. José Bucheli Andrade
DIRECTOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA E
INSTRUMENTACIÓN.
Dr. Rodrigo Vaca Corrales
SECRETARIO ACADÉMICO